一 叶轮搅拌的铁水脱硫行为

1 前言

为了满足钢的高质量化要求，铁水预处理的重要性正在进一步增加，从而使如何提高叶轮搅拌式脱硫S法（下称KR法）的脱S效率受到高度重视。过去曾对影响脱S率的重要因子（如叶轮搅拌强度、时间及脱S剂加入量等进行了研究；先利用小型试验查明脱S熔剂的分散与凝聚对脱S行为的影响。

2 试验装置与条件

　 采用小型KR法脱S试验装置：在溶化铁水的感应炉中的MgO质坩埚装入70kg的铁水，熔化后保持1300℃　 ，铁水成分为4.7%C-0.040%S；搅拌叶轮的转速为700转/min、直径100mm、高度50mm；脱S熔剂的组分为CaO-Ca-Al粉。

　 加入熔剂对铁水脱S后，按规定时间取铁水样分析：处理完成并停转叶轮后回收熔渣，查明其颗粒直径分布，根据算出的平均颗粒直径调查了脱S处理中加入熔剂的行为。

3 调查与考察

　 调查了熔剂单耗为5kg/t铁水时的脱S行为，结果表明：脱S反应随时间延长而不断进行，虽可将之看作一次反应，但脱S速度初期较大，随后就逐步下降的倾向。

　 调查回收渣的平均颗粒直径变化的结果表明：加入熔剂颗粒直径都＜250μm，但因处理过程中一直在凝聚，故经过15min的凝聚后，其平均颗粒直径就达到了1.5mm（即增大了5 倍）。

　 因处理试验条件一定，若设定物质转移系数无变化，则脱S速度之所以随处理时间的延长而下降，是因熔剂颗粒不断凝聚而引起脱硫反应界面积减小造成的。

　 因此，若加深对考虑到了熔剂颗粒直径化的模型进行研究，则可预测铁水脱S行为。

4 结语

　 JFE制钢公司通过试验查明了脱S熔剂的凝聚对S行为的影响，为提高脱S效率指出了一个方向。

二 吹氧连续脱硅技术的研究

1前言

　 为了使铁水有效脱P ，需降低所含的[Si]，故一直广泛在高炉的出铁厂脱 Si。因用氧化铁脱Si使铁水温降大，过去又很少对用氧气脱Si进行研究，故本文为了促进喷吹氧气向铁水的卷入，在控制向铁水表面吹氧动压的同时，还进行了外加底吹 Ar气搅拌的连续脱 Si反应的基础研究。

2 试验方法

　 试验装置由容量500kg中频感应炉 →中间包→设有顶吹氧枪和底吹Ar气的反应器 →铁水包构成。试验条件：铁水量400kg、成分4.7%C-0.23%Si、温度1400～1450℃，放出速度40～60kg/min;顶吹氧高度100～150mm，流量200NL/min,底吹Ar气搅拌流量0～20NL/min。

　 试验过程如下：将在感应炉 内 调整了温度和成分的铁水、通过中包注入反应器，从其顶枪吹氧脱[Si]，并在部分水平上从其底塞砖吹入Ar搅拌铁水；将脱Si铁水注入位于反应器下部的铁水包。从铁水包 中取出铁水样，由其分析值调查了[Si]含量随时间的变化。

3 结果与考察

　 从各种水平试验的铁水[Si]随处理时间 的变化可知：[Si]含量随时间的延长 而降低，到2min左右即基本降至一定值;而且，若降低氧枪喷吹高度而以高度压向铁水吹氧时的[Si]下降，比施加了底吹Ar搅拌的更低。

根据以下冶金反应工程学的半间隙操作式（1）和（2）对脱Si反应进行了计算:式中的A为积分

　　……（1）

　　……（2）

　 常数，C为成分浓度（C%mass）,k为反应速度常数（1/min），θ_h为平均常数。结果表明：计算值与实测值示出的铁水[Si]随时间的变化关系极为一致。

三 吹氧条件对铁水脱磷的影响

　 1 前言 近年，新日铁公司为了多使用废钢和提高炼钢反应效率，以及热损和渣量，引入和开发了低碱度和高氧势（oxygen potential）操作的转炉型铁水预处理工艺。理论研究和生产实践均表明，为了提高脱磷（p）效率，增大金属液中脱碳(C)反应界面的氧（O）活度是极为重要的。因此，本研究调查了影响金属-熔渣界面O活度的吹O2条件与铁水脱P行为的关系。

2 试验方法

　1）1kg级实验 用石墨坩埚熔制含量0.100%P的C饱和铁水500g，及组成为42% CaO-28%SiO2-30%CaF2的熔渣后，在1350℃保温，加入50g氧化铁粉后，从Al2O3质顶部喷嘴喷入流量为1～2NL/min的O2气，并用100～200mL/min的Ar气搅拌。在改变顶吹喷嘴的高度和直径并设定 O2气与铁水直接接触或被渣隔断的条件下，比较了不同条件下铁水的脱P行为。

　2）1吨级实验 用能融化、升温的试验转炉装入成分为4.0～4.4%C-0.3～0.4%Si-0.100～0.120%P的铁水800kg进行脱P精炼：在顶吹O2的同时底吹Ar搅拌铁水，吹炼中控制渣碱度R=CaO/SiO2≈2，终点温度1350℃±30℃范围；而且，实验中进行了脱Si后，按O2气不直接接触铁水的要求，根据不同的吹氧流量而调整顶枪高度：前期高340～480mm,后期高700～1700mm。另外，顶吹O2气流量为前期90～120Nm3/h，后期为30～120Nm3/h；底吹Ar气流量为前期10Nm3/h，后期2～10Nm/h。

3 结果及考察

　 从1kg级试验终了时的渣中（FeO）浓度与P的分配系数（即渣中P含量与钢中P含量的比值的关系可知：在O2直接与铁水接触的条件下，P的分配系数较低（仅为10～30左右）；反之，在O2气被渣隔离而不与铁水直接接触时，即使渣中（FeO）含量较低，P的分配系数却高达近500。这说明含有（FeO）的熔渣高速透过氧气，故推定可用气相的高氧势增大熔渣-铁水之间反应界面的氧化活度。

　 从1吨级试验中渣面的有效O2气流量和达到P分配系数的关系可知，O2气通过增大渣与铁水界面的O活度而提高了P的分配系数，当有效O2气流量（单位为Nm3/min·t）从0.2提高到0.4 时，P的分配系数即由50 升高至250。上述结果对实际的转炉脱P有重要的指导意义。