转炉炼钢中石灰石与铁水相互作用的热力学分析

"石灰石在转炉中与铁水相互作用研究 (2014年)" 本文主要探讨了石灰石在转炉炼钢过程中与铁水的相互作用，基于热力学基础理论进行了深入研究。作者通过分析CO2-CO气体与Fe-C-Si-Mn体系的化学反应，揭示了石灰石分解产生的CO2如何影响铁水的氧化过程。研究表明，当气氛组成变化较大时，CO2与铁水中的[C]、[Si]、[Mn]和Fe(1)发生反应的吉布斯自由能（△G）始终小于零，这意味着这些反应是自发进行的。 在不同的气氛条件下，CO2对铁水中元素氧化的优先级也有所不同。当CO2浓度高而CO浓度低时，CO2首先氧化铁水中的碳([C])；相反，当CO2浓度低而CO浓度高时，CO2则优先氧化硅([Si])。此外，研究发现，在铁水中碳含量范围为2%至4.5%的情况下，石灰石分解温度T与碳含量w[C]%之间的关系可以用数学公式表示：T=2.40w[C]% - 35.91w[C]% + 1129.1。这一发现对于理解和控制转炉炼钢过程中的温度管理具有重要意义。 将石灰石的煅烧过程从传统的石灰窑转移到转炉中，可以显著降低石灰石分解所需的温度。这是因为CaCO3的分解反应和CO2对熔池的氧化反应相互促进，这种协同效应有助于提高石灰石的分解效率，并加速铁水中杂质元素如硅、锰等的氧化去除，从而优化炼钢过程。 关键词涉及到转炉炼钢、石灰石、造渣、分解和二氧化碳，这些都反映了文章的核心内容。转炉炼钢是钢铁生产的关键步骤，而石灰石作为造渣剂，其在早期阶段的作用对整个炼钢过程的效率和产品质量有直接影响。通过了解石灰石的分解和氧化行为，可以更好地控制和优化炼钢工艺，减少能耗并提高钢的质量。 这篇论文对于理解石灰石在转炉炼钢过程中的化学行为提供了宝贵的理论依据，对于实际生产中改善炼钢工艺和节能减排具有实践指导意义。通过深入研究石灰石与铁水的相互作用，可以为钢铁行业的可持续发展提供技术支持。