为了满足用户对超低S钢越来越严格和大量的需求，在传统脱S剂CaO的应用之外，近几年Mg(粉剂和颗粒)的应用在铁水预处理脱S中得到迅猛发展并收到良好的效果；而且，各种形式的Mg脱S都具有广阔的实用前景。

　 在此背景下，日本名古屋大学工学研究人员提出了将用MgO的Al的热还原产生的 Mg蒸气和载气一起吹人铁水中脱S的新工艺，并进行了一系列的试验研究及理论解析。

1．操作因素对Mg蒸气脱S效率的影响

　 采用高频感应炉，在Ar气氛下以石墨质坩埚熔化电解铁；在浸渍式喷枪内部按化学反应计算比例装入由MgO粉末和A1粉成形的圆柱状颗粒；将由MsO和Al热还原反应产生的Mg蒸气与载气一起吹人熔融铁水中进行脱S；以适当的时间间隔取铁水样测定S和Mg的浓度。

　 在气体一侧和金属一侧的物质移动混合支配整个反应速度模型的基础上，解析了本脱S工艺，结果表明，Mg蒸气和载气构成的气泡直径大小及喷枪浸渍深度都对脱S反应速度和脱S率有明显影响。

　 具体而言，气泡直径越小，脱S反应速度越高，故脱s率也越高。如在本实验中对含 S量为175ppm左右的铁水脱S 10分钟时，当气泡直径d_B：2．5cm时，S含量降至8ppm以下；当d_B：5．0cm时，S含量只能降至40ppm左右；当d_b=7．5cm时，S含量则高达80ppm左右。这是由于气泡直径越小，Mg与S的反应界面越大，反应速度就越快的缘故。

　 关于喷枪浸渍深度对脱S反应速度的影响，由于含Mg蒸气的气泡上升时间随喷枪浸渍深度的增加而延长，故Mg的脱S反应速度和效率都增大了。如在本铁水脱S试验中，当气泡直径和脱S剂单耗都分别同为d_B =5．0cm和W_N=lkg／t铁时，喷枪浸渍深度． H=0．5、1．0、1．5m并脱S10分钟后，铁水含 S量分别从175ppm降至30ppm以下、75ppm左右和130ppm左右。

　 验证结果还表明：在载气流量5 X 10^-7 m³／8、铁水温度1673K、3MgO—2Al的颗粒单耗0．4kg／t铁的条件下，若将喷枪浸渍深度从15mm增至40mm，则Mg蒸气脱S率就从45％提高到65％。这表明计算结果与实验结果极为一致。因此，本研究确定的脱S反应模型是正确的。

2．用Mg蒸气对铁水脱S工艺的最佳化

　 在上述研究成果基础上，改变载气流量，根据铁水中S浓度的变化调节气泡中Mg的初始克分子(mol)份数，从而提高Mg的脱S率；还调查了在最佳条件下气泡直径、脱S剂颗粒组成及温度对脱S反应速度的影响。

　 设定脱S反应在气泡的界面产生，铁水中S浓度和温度是均匀的，气泡在上浮过程中不分裂也不合并，铁水脱S后不产生回S，在气体侧和金属侧物质移动混合支配整个脱 S反应速度模型的基础上，解析了本脱S反应工艺。根据在一个(含．Mg)气泡生成和上升时，被从铁水中除去的S摩尔数及每单位时间生成的气泡数，就可以计算铁水中S浓度随时间的变化。

　 对本脱S工艺解析的结果，查明了在铁水中各种S浓度下，气泡中Mg的初始体积克分子份数对Mg的脱S效率Mg)的影响：最初的，P_Mg随N_Mg，O的增加而增加，到达最大值后再下降。因此，在一定的S浓度下，存在可使，p_Mg变得最大的合适的Mg初始体积克分子的N_Mg，O。

　 另外，在铁水温度1673K，初始S浓度200ppm、脱S用4Mg0—2Al颗粒单耗为0．45kg／t铁的条件下，进行了最佳载气流量的脱S试验结果表明，使脱S率p_Mg从原来未调节载气流量时的51．4％大幅度提高到72．0%。这说明本研究所确立的脱S反应模型能实现脱S工序的最佳化。

3．在用Mg蒸气对铁水脱S工艺中抑制回S

　 为了防止Mg蒸气对铁水脱S后的回S (即S又重新回到铁水中去)，进行了以下试验；实验的基本条件与第1节相同；只是在用 Mg蒸气和载气一起喷人铁水中脱S时，改变了氛围气体(02或Ar)并在熔池表面添加了 Ca0粉末。然后以适当的时间间隔取铁水样测定S和Mg的含量。

　 结果表明，氛围气体中02的分压(Po)越高，回S速度也越快；并且，Mg脱S所能达到的最低S浓度也变高了。这是因脱S生成物MgS在铁水表面被氧化而使S重回铁水中的缘故。反之，若将氛围气体改为Ar气，则不易回S。另外，向熔池表面添加Ca0粉末，也能抑制回S。

　 结 语

　 本研究进一步查明了Mg脱S的机理，又为Mg蒸气脱S工艺的实用化奠定了基础。