钙处理对钢液脱氧脱硫影响的动力学研究

"钢液钙处理脱氧脱硫的动力学 (2009年) - 北京科技大学学报 Vol.31 No.6 - 唐海羔, 李京手土, 郭汉杰" 这篇论文深入探讨了钢液钙处理工艺在脱氧脱硫过程中的动力学特性。在钢液中，钙处理是一种常见的优化方法，用于去除钢中的氧和硫杂质，以提高钢材的质量。作者通过实验研究发现，当钙以喂线形式注入钢水中时，会发生两种主要反应：一部分钙溶解在钢液中，另一部分则形成气泡并上浮。这个过程对脱氧和脱硫至关重要。 钙粒的粒径对脱氧脱硫效率有显著影响。粒径较大的钙粒在钢液中形成的气泡停留时间更长，平均上浮速率也更大，但传质系数较小。这意味着虽然大颗粒有更多的时间与氧和硫接触，但它们之间的物质传递效率却降低了。相反，小颗粒的钙能更快地与钢液中的氧和硫反应，但可能由于上浮时间短，其总体效果可能不如大颗粒。 在炼钢的温度范围内，气泡的上浮速率和停留时间几乎不受钢液温度的影响，而传质系数却随温度升高而增加。这是因为高温可以增强钢液中的化学反应活性，促进钙与氧、硫的结合。因此，适当提高温度有助于提高脱氧脱硫效率。 钢液中氧和硫的初始含量也会影响钙处理的效果。随着这些元素浓度的增加，为了达到最佳脱除效果，所需的钙粒最佳粒径也会相应增大。这意味着在高氧、硫含量的情况下，使用较大粒径的钙可能更为有利。 此外，研究指出，在特定的钢液深度和氧、硫含量下，钙的脱氧脱硫利用率会随其粒径增大而降低。这意味着在实际操作中，需要根据具体情况调整钙粒的大小，以优化处理过程。 例如，在温度为1823K（约1550°C）、钢液中硫质量分数为0.012%及钢包深度为3米的条件下，当钙粒径小于0.002米时，理论上所有钙都能转化为有效形式；而在粒径介于0.002-0.003米之间时，钙的转化率约为84.4%。 关键词包括钙处理、脱氧、脱硫、动力学和最佳粒径，表明这篇论文的重点在于理解这些因素如何相互作用，以优化钢液的钙处理工艺，提高脱氧脱硫的效率，从而生产出高质量的钢材。 分类号TF762+.8指示这篇论文属于钢铁冶炼技术领域，具体是关于脱氧和脱硫的动态研究，这对于钢铁制造行业的技术人员和研究人员具有重要的参考价值。