脱硫的基本理论.doc

现在我们简单的介绍以下脱硫的基本理论， 1 深脱硫理论 1.1 LF渣钢间的脱硫反应 ?[S]+(CaO)=(CaS)+[O] △G0=98474-22.82T [S]+(MnO)=(MnS)+[O] △G0=133224-33.49T [S]+(MgO)=(MgS)+[O] △G0=191462-32.70T 硫在金属液中存在三种形式:即[FeS]、[S]和S2-FeS它既溶于钢液，也溶于熔渣。渣钢间的脱硫反应：首先钢液中硫扩散至熔渣中即[FeS]→(FeS)，进入熔渣中的（FeS）与游离的CaO(或MnO)结合成稳定的CaS或MnS。 根据熔渣的离子理论，脱硫反应为： [S]+（O2-）=（S2-）+[O] 上式反应的平衡常数可写为：??? ? Ks＝a（s2－)*a（o）/a（s）*a(o2-)=(%s)*f(s-2)*a[o]/[%s]*f[s]*a(o2-) 里查森（Richardson )定义硫容 Cs=Ks*a(o2-)/f(s2-) 表达了炉渣容纳硫的能力。将硫分配比定义为： Ls=(%s)/[%s]=Ks*a(o2-)*f[s]/f(s2-)*a[o] Cs=Ls*a[o]/f[s] 影响钢渣间脱硫反应的因素 炼钢温度的影响。钢渣间的脱硫反应属于吸热反应，吸热在108.2-128kJ/mol之间，因此，高温有利于脱硫反应进行。温度的重要影响主要体现在高温能促进石灰溶解和提高炉渣流动性。 炉渣碱度的影响。炉渣碱度高，游离CaO多，或（O2-）增大，有利于脱硫。但过高的碱度，常出现炉渣粘度增加，反而降低脱硫效果。 炉渣中(FeO)的影响。从热力学角度可以看出，(FeO)高不利于脱硫。当炉渣碱度高时、流动性差时，炉渣中有一定量的(FeO)，可助熔化渣。 金属液成分的影响。金属液中[C]、[Si]能增加硫的活度系数f[S]，降低氧活度，有利于脱硫。 ??? 脱硫的有利条件：高温，高碱度，低（FeO），好流动性。 ? 主讲-刘工 : 上面简单的讲解了一下脱硫热力学,下面看看动力学. 1.2 脱硫反应动力学 在炼钢过程中，脱硫反应和脱磷反应相同，都是渣-钢界面反应，脱硫反应的速率方程可表示为： 当钢水中硫的传质系数km很大时 ，此时硫的传质阻力集中于炉渣: 如Ls一定，ks很大，即硫的传质阻力集中于钢水时，即 ，则脱硫速率方程为： 通过上面的理论我们可以看出：提高脱硫速率的措施 反应界面积A越大，脱硫速率就越快。熔池沸腾程度，渣钢间的乳化状况，喷吹搅拌的程度等均对渣、钢界面的大小产生影响。 炉渣粘度低、熔池活跃、钢水和炉渣的含硫量差值大时，km、ks大，脱硫速率快。 炉渣碱度、炉渣氧化性和熔池温度等操作工艺条件均在Ls产生影响，一切旨在提高Ls的措施均可促进脱硫反应。 下面我们看看LF深脱硫的优势 2 LF炉优势 2.1 LF钢包精炼炉的功能 LF精炼是炉外深脱硫处理的主要手段，在钢铁生产中得到了较好应用，LF炉精炼非常适合于低硫、超低硫钢的生产。原因主要有以下几点： 1)造高碱度还原渣，渣量大； 2)电弧加热，炉渣温度高； 3)可以控制吹氩量，保证较强烈搅拌钢水； 4)过程稳定，易于控制。 因此，在LF炉内可以创造极为优越的脱硫热力学和动力学，适合于生产低硫和超低硫钢。 其实，炼钢就是炼渣，下面我们看看精炼渣的基本知识，主要来说说C-A-S渣系。 3 渣系的选择 3.1 LF炉精炼用渣发展趋势: LF炉精炼用渣发展趋势: 系列化。无氟化。高碱度。国外碱度高（有时CaO含量高达70%），并获得了较好的精炼效果。在常用的脱硫渣CaO-MgO-Al2O3-SiO2中加入BaO的摩尔分数约为7%能明显增加渣系的脱硫能力 我说的C-A-S渣系就是三元CaO-Al2O3-SiO2渣系 3.2 根据LF炉精炼渣的冶金作用，其组成物包括基本渣料、脱氧剂、脱硫剂、发泡剂、助熔剂等。 名称 主要作用 CaO 调节炉渣碱度、脱硫，基本组分 SiO2 调节炉渣碱度和粘度 Al2O3 调节炉渣熔化温度、粘度等 CaCO3 脱硫、发泡 MgCO3 发泡，保护炉衬 BaO 脱硫、发泡、助熔 Na2CO3、K2CO3 脱硫、发泡，可抑制钢水回磷 Al粒 脱氧，并能结合脱硫产生的氧，提高脱硫效率 Si-Fe合金 脱氧，并能调节炉渣碱度和粘度 RE（稀土合金） 脱氧、脱硫，并能生产高熔点硫化物，减少回硫，还可提高渣的比重 CaC2 脱氧，脱氧产物能使渣前期发泡 SiC 脱氧，脱氧产物能使渣前期发泡 C 脱氧，脱氧