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lbzff

金虫 (小有名气)

[求助] 什么是硫容量

看到有关脱硫文献中都有一个硫容量或者饱和硫容量的概念，但是不知道具体是怎么算出来的，有哪位前辈能指导一下？
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1楼 2011-10-31 21:44:31
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金虫 (著名写手)

行僧

【答案】应助回帖

lbzff(金币+2): 谢谢你的辛苦回复，我是做吸附脱硫的，不知道具体怎么算 2011-11-01 09:14:05
硫容量的计算
硫容量的定义有渣气硫容量 CS 和渣铁硫容量CS′,两者可以通过公式 (1) 进行换算。两种硫容量 的定义都只与炉渣的成分和温度有关 ,表征炉渣容 纳或吸收硫的能力大小 ,相比之下 ,渣气硫容量容易 在实验室测得 ,而渣铁硫容量更方便应用于实际生 产中的炉渣脱硫能力的评价。比较经典的硫容量的 计算模型有 R. W. Young 光学碱度模型[4 ] , KTH

模型[ 5 ] 等 。
CS′
CS
= - 935
T
+ 1. 375 (1)
2. 2  硫分配比的计算
实际生产中的脱硫效果使用硫在渣钢间的分配
比 (LS ) 衡量 :
LS =
w (S)
w[ S]
(2)
  由渣铁反应硫容量定义式得 :
CS′= w (S) a[O]
a[ S]
=
w (S)
w[ S]
·a[O]
f [ S]
= LS ·a[O]
f [ S]
(3)
  由式 (1) (2) (3) 得[ 6 ] :
lgLS = - 935
T
+ 1. 375 + lgCS + lg f [ S] - lg a[O]
(4)
  KTH 硫容量计算模型引入了新的函数ξ,对ξ 的计算考虑了多元炉渣成分对某一个成分的影响 , 并采用大量的数据分析得到相应的计算参数 (具体 计算方法见文献[ 5 ]) 。本文将采用此模型对超低氧 齿轮钢的硫容量进行计算 ,结合式 (4) 对硫的分配比 进行预测 。
2. 3  钢中氧活度的计算
对于 Al 脱氧钢 ,钢中的 a[O] 主要受 w [ Al ] 控
制 :
2[Al ] + 3[O] = (Al2O3 )
ΔGθ5
= - 1 202 000 + 386. 3 T =
- R Tln
aAl2O3
a2[
Al ] ·a3[
O]
(5)
在1 873 K下 ,上述反应达到平衡时由式 (5) 推导并
整理得 :
lg a[O] =
1
3
lg a(Al2O3 ) -
2
3
lg f [Al ] -
2
3
lgw[Al ] +
Δ Gθ5
6. 909 R T
(6)
式 (6) 中 a(Al2O3 ) 采用文献[ 7 ]给出的公式计算 :
lga(Al2O3 ) =
{ - 0. 275w(CaO) + 0. 167w(MgO) }
w(SiO2 )
+
0. 033w (Al2O3 ) - 1. 560 (7)
2. 4  f [ S] 及 f [ Al] 的计算
lg f [ S] 和 lg f [Al ] 的计算采用 Wagner 等式计算 :
lg f [ i] = ∑( ej
i ·w[ j ]) (8)
式中 , f [ i]是钢液中溶解元素 i 的活度系数 ; j 代表钢
液中溶解的元素 ; ej
i 代表钢液中元素 j 对 i 的作用
系数 ;1 873 K下钢液中各元素对硫和铝的相互作用
系数见表 1[8 ] ,其它温度下的元素间相互作用系数
近似地采用1 873 K下的数据 。
表 1  钢水中元素的相互作用系数( 1 873 K)
Table 1  Interaction coeff icients of elements in molten steel at 1 873 K
j C Si Mn P S Al O Cr
ejS
0. 110 0. 063 - 0. 026 0. 029 - 0. 028 0. 035 - 0. 270 - 0. 011
ejA
l 0. 091 0 0. 005 6 - - 0. 030 0 0. 045 0 - 6. 600 0 0. 009 6
3  结果与讨论
3. 1  工厂试验数据
生产过程钢水、炉渣主要成分如表 2 所示 ,过程 钢水温度以及钢水氧活度也同表列出。从表 2 可 见 ,由于转炉造双渣以及强化脱磷 ,所以 4 炉钢的转 炉终点温度均较高 ,终点渣 TFe 含量较高 ;出钢严 格挡渣 ,并留钢出钢 ,同时使用 Al 脱氧 ,高碱度合 成渣洗 ,出钢末期再配 SiMn 合金 ,减小了 SiMn 合 金的氧化对炉渣碱度和氧化性的影响 ,使出钢结束 后炉渣碱度即达到 8 以上 ,从而迅速造成了高碱度 低氧化性的炉渣 。吹 Ar 出站时向渣面撒铝以及 L F 到站后萤石加入对渣流动性的改善进一步优化 了脱硫的热力学和动力学条件 ,4 炉钢水硫的质量 分数均在 L F 精炼中期脱到 0. 003 %以下 ;在经过真 空处理及钙处理软吹后硫的质量分数进一步降低到 01003 % ,其中第 4 炉在钙处理后钢水硫的质量分数 低至 01001 % ,达到了非常好的脱硫效果。从表 2 可以看到 ,4 炉钢水总氧在整个精炼过程均呈下降 趋势 ,在整个精炼结束时接近 0. 001 % ,同时实现了 超低氧和超低硫。
图 1 是整个精炼过程硫分配比的实测值变化情 况 ,可以看到 ,4 炉钢的 L s 在精炼过程中的变化趋 势非常一致 ,随着精炼的进行 ,LS 值不断增加 ,特别 是在 L F 精炼的中前期 , LS 增加非常迅速 ,表明脱 硫反应主要是在 L F 中前期进行的 ,虽然后期也有 所增加 ,但脱硫工作的重点应该放在整个精炼过程 的前期 ,而本次试验采用的转炉出钢采用 Al 强脱 氧、出钢后迅速造成高碱度低氧化性的炉渣等工艺 正好迎合了该要求 ,从而达到了良好的脱硫效果 。
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只要努力，一切都会好起来的！
2楼2011-10-31 23:13:43
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