CaO-FeO-SiO2渣系的作用浓度计算模型

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1991.03.021 北京科技大学学报 第13卷第3期 Vo1.13No.3 1991年5月 Journal of University of Science and Technology Beijing May 1991 Ca0-Fe0-Si02渣系的作用 浓度计算模型 张鉴·王潮 捕要：根据炉渣结构的共存理论、Ca0-Si02、Ca0-Fe0-Si02相图及有关的热 力学数据，推导了1600℃下CaO-Fc0-SiO2逢系作用浓度的计算模型。用此模型计算得 的等Nr。0曲线族与实测等罗。0战甚为符合。等Nr。0线的顶点位于碱度B=1.703~1.778 之间，因此，脱碳和沉淀脱氧时，应当尽可能保持此碱度，而扩散脱氧时则应避开此碱度。 硅酸盐的等作用浓度曲线族与相应炉雀区间的等温钱相似的事实说明硅酸盐是彩响本渣系 熔点的重要因素。 关键词：共存理论，作用浓度，CaO-F℃0-Si0,渣系 Calculating Model of Mass Action Concentrations for the Slag System Ca0-Fe0-SiO2 Zhang Jian'Wang Chao ABSTRACT:In accordance with the coexistence theory of slag structure,CaO- SiOa and CaO-FeO-SiO2 phase diagrams and corresponding thermodynamic data,a calculating model of mass action concentrations for CaO-FeO-SiOz melts at 1 600C has been deduced.The calculated contours of iso-mass action conce- ntration Ne.o are fairly identical with the contours of iso-activity apo measured. The apices of iso-Nr.o contours are located at the range of slag basicity 1.703 to 1.778,so for the decarburization and precipitation deoxidation the slag basi- city had better be kept in that range,and on the contrary for diffusion deoxi- 1990-12-21收稿 ●治金系(Department of Metallurgy) 214

第 卷第 期 ， 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 叭 ， 。 。 一 一 渣 系的作用 浓度计算模型 张 鉴 ’ 王 潮 ‘ 摘 要 根据护造结构的共存理论 、 一 、 。 一 一 相 图及有关的 热 力学数据 ， 推导 了 。 亡 下 一 一 渔 系作用 浓度的计算模型 。 用此模型计算得 的等 ， 。 。 曲线族与实泥等 ‘ ， 。 。 线甚为符合 。 等 ， 。 。 线的顶 点位于碱度 。 了。 。 之 间 ， 因此 ， 脱碳和沉淀脱氧时 ，应当尽可能 保持此 玻度 ，而扩散脱 氧时则应避开 此碱度 。 硅酸盐的等作用 浓度 曲 线族与相 应护渣区 间的等温 线相似的事实说 明硅酸盐 是影响本渣 系 熔点的重要因素 。 关镇词 共存理论 ， 作用浓 度 ， 一 一 渣 索 一 一 夕 ‘ ” 班 ” 夕 ， 一 一 ， 一 一 血 五 。 一 。 一 。 。 一 犷 。 ， 了 。 ， 了 一 一 收稿 一 冶 金系 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1991．03．021

dation the slag basicity had better be kept off that range.Similarity of iso- silicates mass action concentration contours to the corresponding iso-thermal contours of CaO-FeO-SiOa phase diagram shows that silicates play an impor- tant role in the melting temperatures of slag system mentioned. KEY WORDS:the coexistence theory of slag structure,mass action concentra- tion,CaO-FeO-SiO2 slag system CaO-FeO-SiO2渣系是炼钢过程的基本渣系，它影响着炼钢工艺中的氧化、脱氧、脱 磷、脱硫以及炉渣的物理性能。对于本渣系·m。o的测定已有一些报导1”2)，根据这些报导 Oeters3)进一步将实验结果整理入CaO-FeO-SiO2相图，从而使其具有明显的规律性。但 是如何从理论上计算本渣系各组元的作用浓度，特别是炉渣的氧化能力NF。,文献上还未 见报导。本文的目的即在根据炉渣结构的共存理论t)建立CaO-FeO-SiO,渣系各组元作用 浓度的计算模型。 1Ca0-Fe0-Si02渣系的结构单元 CaO-SiO2渣系的相图5)表明在1600℃的炼钢温度下，有可能存在于熔渣中的硅酸盐 有：CaSiO.,、Ca2SiO,和Ca3SiOs。由此可认为炼钢温度下CaO-SiO2渣系的结构单元为 Ca2*,O2-,Si02、CaSiO3,Ca2SiO4和Ca3Si0s。 令b=∑nc.0,a=∑ngt02’x=nc0,y=ns102, 2=nc8103’0=mc428104’g=nc38i05。 根据反应式： (Ca2*+02-)+(Si02)=(CaSi03) NC:8103 K1=c0×N81o2 (1) 2(Ca2++02-)+(Si02)=(Ca2SiO4) NC:28104 K2=Nc&0×Ng102 (2) 3(Ca2++02-)+(Si02)=(Ca,Si0s) Nca3Si0s Kg=Nc0×Nsio2 (3) 再经过一系列推导可得CaO~SiO2渣系作用浓度的计算模型为： 26495o0=K,+o-名00gK+7a9g486K (a-6+x)x (4) 这就是典型的二元回归方程： Y =A+BIX1+B2X2 其中A、B1、B2各对应于(4)式的K1、K2和K3;而Y、X1、X2各对应于 215

， 一 一 一 五 。 ， ， 一 一 一 一 渣系是炼钢过程的基本渣系 ， 它影响着炼钢工 艺中 的 氧化 、 脱 氧 、 脱 磷 、 脱硫 以及炉渣的物理性能 。 对子本渣系 。 。 的侧定已 有一些报导 〔 ” “ ’ ， 根据这 些 报导 〔 “ ’ 进一步将实验结果整理入 一 “ 一 ，相图 ， 从而使其具 有明显 的规 律 性 。 但 是如何从理论上计算本渣系各组元的作 用浓度 ， 特别是炉渣的氧化能力 。 。 ， 文献上 还未 见报导 。 本文的 目的 即在根据炉 渣结 构的共存理论 〔 ‘ 〕 建 立 一 一 渣系 各组元作 用 浓 度的计算模型 。 一 一 渣 系的结构单元 一 渣系 的相 图 〔 “ ’ 表明在 ℃ 的炼钢温度下 ， 有可能存在于熔渣 中的 硅 酸盐 有 。 、 和 。 由此可认 为炼钢温度下 一 渣系的结 构 单 元为 ’ ， ’ 一 ， 、 。 ， 和 。 。 令 乞 ， ， 二 ， 。 ， 一 ， 即 ‘ ， “ 。 根据反应 式 十 一 二 二 日 ’ 。 只 。 ‘ 。 泛。 。 ， 忍 一 二 尤 二 千 卜 ， ‘ 。 泛 。 。 ‘ 再经过 一系列推 导可得 一 戈 二 。 一 渣系作 用浓度的计算模型 为 一 。 〔 一 义 。 、 十 一一一 一厂 一 一气尸二，一 一丁一二， 一 了、 一 劣 八 劣 一 匕 勺毕职或毕终典一 吸 一 十 义 气 一 匕 ‘ 这就是典型 的 二元回 归方程 其中 、 、 各对应于 式的 、 和 而 、 、 各对应 于

(b-x)(x+0.5a)(2a-b+x)￥ (a-6+x)x 一、2a-6+n)和a-b+x)(x+0.5a)2。只婴Ua0Si02渣云 在一定温度和成分下的ac,o已经测得，则可用下式求x(=nco): x=0.5acsoxa （由0c0x+0.6a得来) (5) 1-dcao 由此即可用(4)式和二元回归的统计方法确定K1、K2和K3值，从而确定CaSiO3,Ca2SiO4 和Ca3SiOs在炼钢温度下是否存在于CaO-SiO2渣系中。 利用(5)式处理文献〔6)的数据后得表1。进而利用(4)式进行二元回归后得： K1=519: K2=21100,K3=-121359。 复相关系数R=0,999315,证明回归相当可靠。 表1在1600°C时Ca0-Si02熔体的acao和x值 Table 1 acso and x values of CaO-SiO2 melts at 1 600C 炉 益 成 分 No cc40×10-2 ××10-3 %CaO Encso 2ns102 1 36.5 0.39 0.61 0.25 0.764411 2 40.2 0.43 0.57 0.33 0.943614 43.4 0.46 0.54 0.44 1.193250 47,8 0.49 0.51 0.64 1.642512 50.0 0.52 0.48 0.90 2.179617 6 53.1 0.54 0.46 1.20 2.793522 7 54.3 0.56 0.44 1.80 4.032587 56,0 0.58 0.42 3,90 8.522373 K1和K2为正值，说明CaSiO3和Ca2SiO4在炼钢温度下(1600℃)的确是存在于CaO- SiO2渣系中，而K3为负值，这在热力学上是不可能的，说明在上述条件下它是不存在的。 为了验证以上结论的可靠性，再假定CaO-SiO2渣系在1600℃下的结构单元为Ca2·, 02,Si02,CaSi0,和Ca2Si04,并用一元回归方程r7: 6-6t9:50)=K:+a-84x+050)K: (2a-b+x)x (6) (a-6+x)x 同样回归表1的数据后得： K1=650; K2=18237r=0.988695。 结果再次证明上述的结论是正确的。 在FeO-SiO2渣系中，以前已经证明r4),只有Fe2SiO4一个硅酸盐可以存在于其中。 最后在CaO-Fe0-SiO2三元相图中c5),还有一个问题需要澄请，即钙铁橄榄石 CaFeSiO,在炼钢温度下是否存在的问题。从Ca2SiO4-Fe2SiO4相图可看出CaFeSiO,在 216

一 劣 。 。 一 大 大 一一兰红匕主竺竺 知 一丝竺二丝卫王生 一 一 。 ” 一 一 劣 。 艺 ” 只要 一 渣系 在一定温度和成 分下的。 。 。 已经侧得 ， 则可 用下 式求 。 。 二 竺坐业旦丝 一 由 。 劣 戈 。 得来 由此 即可用 式和二元回归 的统计方法确定 、 ，和 值 ， 从而确定 ， 。 ， 和 。 在炼钢温度下是否存 在于 一 渣系 中 。 利用 式处 理 文献〔的 的数据后得表 。 进而利用 式进行 二元 回归后得 一 。 复相关系数 。 ， 证明回归相 当可靠 。 表 在 “ 时 一 熔体的 。 。 和二 值 一 炉 渣 成 分 － 一 戈 一 习 习 几几，曰任。山月 ，一勺习内巴︵户 合二，，孟 才 ﹄ 月开︸‘ ，几， … 肠钊 。 。 。 。 、 和 为正值 ， 说 明 和 在炼钢温度下 ℃ 的确是存 在于 渣系 中 ， 而 为负值 ， 这在热力学上是不 可能的 ， 说 明在上述 条件下 它是不 存 在的 。 为 了验证以上结论 的可靠性 ， 再假定 一 渣系 在 ℃ 下 的结构单元为 “ ， 卜 ， ， 和 ， 并用 一元回 归 方程 己 ’ 了 一 。 二 一 劣 大 。 一 劣 一 劣 。 同样回 归表 的数据后得 二 尤 二 。 。 结果 再次证 明上述 的结论是正确 的 。 在 一 渣系 中 ， 以前已经证明 〔 ’ ， 只有 一个硅酸盐可以存 在于其 中 。 最后在 一 一 三元相 图 中 ‘ “ 〕 ， 还 有一个 问 题 需 要 澄 清 ， 即 钙 铁 橄 榄 石 在炼 钢温度下是否存在的问题 。 从 一 相 图 可 看 出 在

1230℃以下是存在的，但高于此温度，即不复存在，所以不予考虑。 由此可将Ca0-Fe0-Si02渣系在1600℃下的结构单元归结为：Ca2+,Fe2·,02~,Si02, CaSi03,Ca2SiO4和Fe2SiO4。 2Ca0-Fe0-Si02渣系作用浓度的计算模型 根据以上得出的结构单元，令： b1=∑nre0,b2=nca0,a=∑ngi02’x1=nr。0,x2=tca0, y=力g102’2=ncs103?w1=nf:2si04’W2=开c25i040 根据炉渣结构的共存理论〔)，则化学平衡为： 2(Fe2++02-)+(Si0:)=(Fe2Si04) Nr。2s10s K1=Np0×Ns102 (7) 4G°=-28595.8+3.349TJ/molr8) (Ca++(SO)(CaSiO,)KN Ncasi03 (8) △G°=-22476.4-38.519TJ/mole】 2(Ca2++02-)+(Si02)=(Ca2Si04) Nc28104 Ks=Nc&o×Ns102 (9) △G°=-100985.6-24.032TJ/mol9) 物料平衡为： b1=x1+201 (10) b2=x2+2+2wg (11) 0=y+2+W1+w2 (12) ∑n=2(x1+x2)+y+2+w1+四2=2(x1+x2)+a (13) 根据(7)到(13)式推导得本渣系作用浓度计算模型为： (b1-x1)〔K2(x1+x2+0.5a)x2+2K3x)-2Ki(b2-x2)x量=0 (14) (b1-x1)[(x1+x2+0.5a)2+K2(x1+x2+0.5a)x2+K1x1+K3x) -2aK1x1=0 (15) y=(61-*1)(x+x2+0.5a)2 K1x 2K1x子 ；w1=(x1+x2+0.5a)y9 (16) K2X2 Kax3 2=x1+x2+0.5ay; wg=(1+x2+0,5@)2y。 217

。 ℃ 以下是存在的 ，但高于此温度 ， 即不复存在 ， 所 以不 予考虑 。 由此可将 一 一 渣系在 ℃ 下 的结构单元 归结 为 ， ， “ 一 ， ， ， ， 和 。 一 一 渣系作用浓度 的计算模型 根据以上得出的结构单元 ， 令 二 兄 ， 二 ” 。 ， 乙 。 ， ， 二 ” ， 。 ， 二 ” ， ” 。 ， 一 之 二 ” ， 切 二 打 。 。 ， 艺口 二 ” ” ‘ 。 根据炉 清结构 的共存 理论 〔 ’ ， 则化学平衡为 一 二 二 。 ‘ 。 八口 “ 二 一 。 〔 ’ 〕 干 卜 ， 尤 。 。 ， 引 。 △ 。 一 一 。 〔 ” 忍 “ 一 声 ， 。 ， ‘ 八 ， 二二 卜，一一一一一已一一一之二一 一 一 ， ‘ ， 八 ‘ ， 豆 △ “ 一 。 一 。 物料平衡为 切 二 劣 之 山 之 功 山 ” 二 二 功 功 劣 根据 到 式推 导得本渣系作 用浓 度计算模型为 一 二 ， 〔 二 ， 二 。 二 置〕 一 一 二 圣 一 二 〔 戈 ， 。 “ 男 。 ， 璧 二 兰〕 一 圣二 〔 〕 一 义 义 。 “ 夕 二 于 戈 二 不了杂、 先面 之 脚 ， 二 气 ， 。 ， 八 巴 。 汤 个 卉 一 一 “ 笔

各组元的作用浓度为： XI X2 Nr0=x1+x2+0,50多Nc0x1+x2+0,5a5 wi Ncsi03=2(x1+x2）+口；Np028104=2(x1+x2)+a5 y N8102=2(x1+x2)+0 (17) W2 Nc281o4=2(x1+x2)+a 如果计算模型符合实际，则计算的作用浓度应与实测的活度一致。 3 计算结果与讨论 炉渣的氟化能力Nr。0 Oeters根据实验结果所作CaO-FeO-SiO2渣系在1600℃下的等ar。o线为图1所示c3)。 Timocin实测CaO-FeO-SiO2渣系在1550℃下的等ar。o线见文献C9)。而用以上模型在LSI- 11/23型计算机上计算的1600℃下CaO-FeO-Si02渣系的等作用浓度Nr。o线如图2。从以上 比较中可以看出计算的等Nr。o线与实测的等r。0线是相当一致的，说明以上模型是符合 CaO-FeO-SiO2渣系的实际情况的。唯一区别是实测ar。o由于受实验条件的限制，覆盖的范 围较小，而计算模型则不受任何限制，可以在CaO-FeO-SiO,渣系全部成分范围中发挥作 用。 0.7 0.3 0.6 0.4 Mole fraction Xsioa 0.5 0.3 0.5 0.4 0.6 Mol 0.2 saturation 0.8 0.1 Lime saturation 0.9 0.9 1.0 0.90.80.70.60.50.40.30.20.1 1.0 Cao +-Mole fraction Xcao FeOn 图11600℃下CaO-Fe0m-Si02渣系的等aFeo线 Fig,1 Iso-activity contours of apeo for Cao-FeOn-SiO2 slag system at 1 600C 根据计算结果当工mF0<0,25时，等Nr:0线项点处的碱度B-m0? nca0=0.64= 0.36 218

各组元 的作用浓度为 。 二 劣 劣 。 。 。 二 劣 。 劣 。 。 ‘ 切 。 如果 计算模 型符合 实 际 ， 则 计算的作 用浓度应与实测的活度 一致 。 计算结果 与讨论 炉渣 的权化能 力 。 根据实验结果所作 一 一 渣系在 ℃ 下 的等 ， 。 。 线为图 所示 〔 “ ’ 。 实测 一 一 渣系在 。 ℃ 下的等 。 线见 文献〔 〕 。 而用以上模型在 型计算机上计算的 ℃ 下 一 一 渣系的等作用浓度 二 。 。 线如 图 。 从以上 比较 中可以看出计算的等 二 。 。 线与实测 的等 。 二 。 线是相 当一致的 ， 说 明以 上 模 型 是 符 合 一 一 渣系的实际情况的 。 唯一区别是实测肠 。 。 由于受实验 条件的限制 ， 覆盖的范 围较小 ， 而计算模 型则不 受任何限制 ， 可以 在 一 一 渣系全部成分范围 中 发 挥作 用 。 脸 共 。 图 ℃ 下 一 。 一 渣 系 的等 。 线 。 一 一 一 亡 根据计算结果 当 、 。 。 。 时 ， 等 。 。 线顶点处 的碱度 ” 。 乙 。 一 石二厄石

SiO2 0.9 0.1 0、8 0.2 0.7 0.3 SiO.Mole fraetion 0.6 0.4 Mole 5 0.5 0.1 0.3 0.7 0.2 0.8 0.9 Ca00.90.80.7 0.60.5 0.1 0.3 0. Feo Cao Mole fraction 图21600℃下计算的CaO-FeO-SiO2渣系等WF。o线 Fig.2 Iso-mass action concentration contours of NF.o for CaO-FcO-SiO2 slag system at1600℃ =1.778;而当n0>0.25时B=0:97=1.703。在此种特定的碱度下，当炉渣中F0含量 不变时，炉渣的氧化能力最强。 其所以有此种现象，一方面是由于在上述碱度下，炉渣中进行了前边讲过的(8)和(9)两 个反应：前者由(Ca2++O2-)和SiO2三个质点反应后生成一个CaSi03质点后者由2(Ca2++ O2-)和SiO25个质点反应后生成一个Ca2SiO,质点，结果使熔渣中的总质点数∑n大为降 低，根据N0=2”。,应使炉渣氧化能力升高；而当碱度大于以上范围时，又会有 n (Ca2++O2-)剩余下来，且碱度愈高，剩余的(Ca2++O2~)愈多，结果又使工n增大，从 而使N。降低。另一方面，在这种炉渣中同时还进行着的前面讲过的(7)式反应，使一部 分FeO消耗于形成Fe2SiO4,这样会造成炉渣氧化能力的降低。由于这两种相反因素的影响， 再加炉渣中不仅生成Ca2SiO4(它使NF。o最高点趋向B=2)而且还生成CaSiO3(它使Vro最 高点趋向B=1),在一定的碱度下，炉渣的氧化能力必然会趋向一个极值，这就是炉渣氧化 能力最高点的形成原因。工n和ng。o因碱度而变化的情况如图3。 明白了以上规律，在需要进行氧化的炼钢过程中，例如脱碳，就应尽可能使炉渣碱度保 持在1.703~1.778之间，或用质量%计算碱度时，则为1.589~1.659之间，以使炉渣具有最 大的氧化能力。 在需要用炉渣进行扩散脱氧的条件下，为了降低炉渣的氧化能力，应尽可能地避开上述碱 度，或用较高的碱度，或用较低的碱度，但一般情况下，应用较高的碱度，至于采用什么碱 219

。 。 。 图 ， 下计算的 一 一 渣 系等 。 线 。 一 。 · 一 亡 ‘ · 而 当乙 一 · 时 ” 黯 ‘ · 。 在此种特定的碱度下 ， 当炉渣 中 含量 不变时 ， 护渣的氧化能 力最强 。 其所以有此种现象 ， 一方面是 由于在上述碱 度下 ， 炉渣 中进行 了前边讲过 的 和 两 个反应 前者由 “ “ 一 和 三 个质点反应后 生 成一 个 质点 后 者由 “ 十 “ 一 和 个质点 反应后 生 成一 个 质点 ， 结果使熔渣 中的总 质 点 数 ” 大为降 低 ， 根据 二 。 。 ， 应使 炉渣氧化能力升高 而 当碱 度 大 于 以 上 范 围 时 ， 又 会 有 十 一 剩余下来 ， 且碱度愈高 ， 剩余 的 “ 十 “ 一 愈多 ， 结果又使 增大 ， 从 而使 。 。 降低 。 另 一方面 ， 在这种炉渣 中同时还 进行着的前面讲过 的 式 反 应 ， 使一部 分 消耗于形成 ， 这样会造成炉 渣氧化能 力的降低 。 由于这两种相反因素 的影响 ， 再加炉渣 中不 仅生成 它使万 。 。 最 高点趋向 而且还生成 它使 。 。 最 高 点 趋 向 ， 在一定的碱 度下 ， 炉渣的氧化能力必然 会趋向一 个极值 ， 这就是炉渣氧化 能 力最高点的 形成原因 。 和 。 。 因碱 度而变化的情况 如 图 。 明 白了以上规律 ， 在需要进行氧化的炼钢过程 中 ， 例如脱碳 ， 就应尽 可能使炉渣碱度保 持 在 一 。 之 间 ， 或用质量 计算碱度时 ， 则 为 。 一 之 间 ， 以使炉渣具有最 大 的氧化能 力 。 在需要 用炉渣进行扩散脱氧的条件下 ， 为了降低炉渣 的氧 化能力 ， 应尽 可能地避开 上述碱 度 ， 或用 较高的碱 度 ， 或 用较低的碱度 ， 但一般情况下 ， 应用较 高的碱度 ， 至于采用什么碱

1.8 08 1,7 0.7 0.6 1c00.4 0.3 0.2 0.1 .6 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7 0utQ 0.6 0.5 70=.4 0.4 0.3 0.3 0,2 0.2 0.6 0.1 0.1 0.5 10.0 34 567891011121314151617 Basicity B= ∑ncao ∑nsi0z 图3炉渣总质点数Σm和自由FeO摩尔数随碱度而变的情况 Fig.3 Change of En and "geo with respect to basicify 度，还应考虑炉渣的流动性好坏。 而在用强脱氧剂对钢水进行沉淀脱氧的条件下，由于脱氧过程是直接在钢水中进行，为 了尽可能多和快地脱掉氧，应设法尽可能多的将氧集中于钢水中，为此，应当将炉渣碱度保 持在1.703~1.778之间。 此外，还计算了Ncs103、Vc2sio,和Wr·2s1o,’得到这3种硅酸盐的等作用浓度线 与相图中相应区间的等温线轮廓极为相似，说明各硅酸盐在影响相应区间炉渣的熔点上起着 重要的作用。 4结 论 (1)根据Ca0-SiO2和CaO-Fe0-Si02相图及有关的热力学数据推导了1600℃下Ca0- eO-SiO2渣系作用浓度的计算模型。 (2)计算得的等N:。o曲线族与实测结果甚为符合。 (3)等Nr。o曲线的顶点位于碱度B=1.703~1.778之间，因此，脱碳和用强脱氧剂进行 沉淀脱氧时应尽可能使炉渣碱度位于此范围内，而扩散脱氧时，则应避开此碱度。 (4)等Ncs1oa,Nc2sio,和Ng2sio,曲线族与Ca0-Fe0-SiO相图各区间的等温线 相似的事实说明硅酸盐是影响本渣系熔点的重要因素。 220

出汕仙沈一昌。。召明。 主主兰扮 、 ” 闪君怕刀。三。 艺介 艺。 更。 图 护渣总质点数艺， 和 自由 摩 尔数 随碱度而变的情况 艺， 拄 。 度 ， 还应考虑炉渣的流动性好坏 。 而在用强脱氧剂对钢 水进行沉淀脱氧的条件下 ， 由于脱氧过程是直接在钢 水 中进行 ， 为 了尽可能多和快地脱掉氧 ， 应设法尽 可能多的将氧集 中于钢 水 中 ， 为此 ， 应当将炉渣碱 度 保 持 在 。 。 之 间 。 此外 ， 还计算 。 。 。 ， 。 、 。 。 。 ，。 和万 。 。 。 ， 得到 这 种 硅酸盐 的等作 用 浓 度线 与 相 图中相应区 间的等温线轮 廓极 为相似 ， 说 明各硅酸盐在影响 相应 区间炉渣 的熔点上 起 着 重要的作用 。 结 论 根据 一 和 一 一 相 图及有关的热 力学数 据 推导 ℃ 下 一 渣 系作 用 浓 度的计算模 型 。 计算得 的等 。 。 曲线族与 实测结果甚 为符合 。 等 。 。 曲线 的顶 点位于碱度 二 一 。 之 间 ， 因此 ， 脱碳和用强 脱氧剂进 行 沉淀 脱氧时应尽可能使炉渣碱度位于此范围内 ， 而扩散脱氧时 ， 则应避开此碱度 。 等 。 。 ， 。 ， 。 。 。 ， 。 和 二 。 ， 。 曲线族 与 一 一 相 图各区间 的等温 线 相似的事实说 明硅酸盐是影响本渣系熔点的重要因素

参考文献 1 Taylor C R.Chipman J.Trans.Amer.Inst.Min.Metallurg.Engrs. 1943,228~247 2 Chipman J.Fetters K L.Trans.Amer.Soc.Metals,1941,29:957~967 3 Oeters F.Physikalische Chemie der Eisen-und Stahler-Zeugung.Dussel- dorf,1964,159 4张鉴。北京钢铁学院学报，1984,6(1)：21 5 Schlackenatlas,Verlag Stanhleisen M B H.Dusserdorf,1981,39,68 6识村企好.铁上钢，1961，(14)：1873 7张鉴。北京钢铁学院学报，1986，(4)：1 8 Richardson F D,Jeffes J H E,Withers G.J.Iron and Steel Institute, 1950,166:3 9 Timocin M A,Morris E.Melallurg.Trans,1970,(1):3193 YLⅡ-6000型烟气轮机用GH132合金大型轴件的研制 催化裂化装置是炼油厂中消耗能量较大的工艺装置之一，但在装置的运转过程中再生器 的烟气中蕴藏着很大的能量，烟气轮机就是催化裂化装置中回收能量的关键设备。烟气轮机 的主轴则是烟气轮机的核心零件之一。为解决盘件和轴件膨胀系数的一致性，烟机主轴采用 铁基高温合金类型的GH132合金。 中320mm×1708mmGH132合金烟气轮机主轴尺寸大，形状复杂，其技术条件要求达到 国外同类合金的各项技术指标，为适应催化裂化装置连续生产的特点，还要求保证烟机主轴 在第一周期(1×104h)中安全使用，力争使用1×105h。在试制过程中，为保证轴件有足 够锻比，成功地炼出了中508mm真空自耗锭，并采用反复徽粗的锻造工艺；为获得晶粒的均 匀细小及较好的瞬时强度性能，轴件采用低温固溶处理，并在锻造成品轴时，采取降低加热 温度，缩短锻造加热时间等工艺措施，为了研究轴件的组织，性能水平，对轴的大头端和小 头端进行了解剖，并研究了不同部位和方向的性能和组织，还进行了现已超过2×104h的长 期持八试验。 首批研制的GH132合金主轴，作为重要部件用于YL】-6000A型烟气轮机，并已成功的在 大连石化公司炼油厂1×10t/年催化裂化装置上运行了一周期(102×102h),烟机解体检查， 质量良好，可继续使用。该机按全年平均每天节电103495度，以大连地区工业用电价0.25元/ 度计，可收益人民币1099.63元，按目前全国已有的四套同机型烟气轮机运转，其经济效益 估计每年可达3×107元之多。节能效果明显，经济效益显著。 221

参 考 文 献 。 。 。 · 一 一 。 。 ， ， 。 一 一 。 ， ， 张 鉴 北京钢 铁学院 学报 ， ， ， ， ， ， 汉村 企好 。 铁 己 钢 ， ， 张 鉴 北京钢铁学院 学报 ， ， ， ， · ， ， ， ， ， 一 型烟气轮机 用 合金大型轴件 的研制 催化裂化装置是炼 油厂 中消耗能 量较 大的工艺装置之 一 ， 但在装置的运转 过程 中再生器 的 烟气 中蕴藏 着很 大的能量 ， 烟气轮 机就 是催化裂化装置 中回收 能量的关 键设备 。 烟气轮机 的 主轴则是烟气轮 机的 核心 零 件之 一 。 为解决盘件和轴 件膨胀系 数的 一致性 ， 烟机 主轴采 用 铁基 高温合金类型 的 合金 。 价 合 金 烟气轮机 主轴尺 寸大 ， 形状复杂 ， 其技术条件要求达到 国外 同类合金 的各项技术指标 ， 为适应催化裂化装置连续生 产的特点 ， 还要求保证烟机 主轴 在第一周期 ‘ 中安全使 用 ， 力争使 用 五 。 在试制过程 中 ， 为保证轴 件 有 足 够锻 比 ， 成功地炼 出 了价 真空 自耗锭 ， 并采用 反复徽粗的锻造工 艺 为获得 晶粒的 均 匀细小 及较好的 瞬时强度性能 ， 轴件采用低温 固溶处理 ， 并 在锻造 成 品轴 时 ， 采取降 低加热 温度 ， 缩短锻造 加热 时间等工 艺措施 为了研究轴 件的组织 ， 性能 水平 ， 对轴的大头 端和小 头端进行了解剖 ， 并研究了不 同部位和方向的性能和组织 ， 还进行 了现 已超 过 义 。 ‘ 的长 期持久试验 。 首批研制的 合金 主轴 ， 作 为重要部件用 于 一 型烟气轮 机 ，并已成功的 在 大连 石化公 司炼油厂 。 “ 年催化裂化装置上运 行 了一周期 。 “ ， 烟机解体检查 ， 质量 良好 ， 可继续使用 。 该机按全年平均 每天节电 度 ， 以 大连 地区工业 用 电价。 元 度计 ， 可收 益 人民 币 元 ， 按 目前全 国已有的四套同机型烟 气轮机运转 ， 其经 济效益 估计每年可达 ， 元之多 。 节能效果 明显 ， 经济效益显著