超低硫钢精炼工艺

D0I:10.13374/i.issn1001053x.2000.01.040 第22卷第4期 北京科技大学学报 Vol.22 No.4 2000年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2000 超低硫钢精炼工艺 陆钢》 成国光》宋波》 赵沛)王新华》 1)北京科技大学冶金学院，北京，1000832)钢铁研究总院，北京，100081 摘要在感应炉上进行了一系列对比实验，研究结果表明：顶渣十喂线工艺比完全顶渣工艺 具有更快的脱硫效果，含BaO精炼渣系比传统的CaO-CaF,渣系其有更强的脱硫能力：当钢中 氧和疏都很低时，CSi合金能起到显著的深脱硫作用.由研究结果得出超低硫钢(w<0.0010%) 钢液精炼的主要工艺参数 关键词超低硫锅：精炼：动力学；脱硫 分类号TF7628:TF114.1;TF111.14 钢液的脱硫一直是冶金工作者所关注的问 1实验方法 题，在实际生产中常规钢种对硫含量的要求 (0.02%)已经很容易达到.但是随着用户对钢 实验在10kg中频感应炉上进行.炉渣用电 质量要求的不断提高，特别是高质量的管线钢、 渣感应的方法加热.钢铁料选用纯铁，料重8kg, 容器钢、耐酸钢等均要求[S]<0.0050%甚 当钢液熔化后，配入一定量的FeS使钢液中的 至<0.0010%.有关这些钢种深脱硫的研究还不 初始硫达到预定值，同时配入一定量的碳、锰和 够成熟，对深脱硫的机理尚缺乏很清晰的认识. 硅使钢液的成分达到预定值.实验中采用二氧 本文通过渣一钢间的疏平衡实验研究，发现含 化锆固体电解质定氧测头定氧，用双铂铑热电 BaO的渣系具有很强的脱硫能力，在常用的脱 偶测温，石英管取样.装置如图1所示. 疏渣CaO-MgO-Al,O,-SiO,中加入BaO的摩尔 为了考察不同的脱疏工艺对钢液深脱硫动 分数约为7%能明显增加渣系的脱硫能力.为 力学的影响，实验设计了完全覆盖渣、喂线、喂 了进一步探索动力学因素对钢液深脱硫的影 线十顶渣3种实验方案.实验中粉剂制成包芯 响，进行了一系列动力学对比实验以确立不同 线的形式加入，粉剂组成分别在CaO-CaF,和 的工艺路线、不同的工艺参数对钢液深脱硫的 CaO-CaF,中添加BaO2种，一些组别的实验模 影响，从而得出钢液深脱硫的合理工艺参数 拟了LF炉渣(CaO:MgO:AlO,:SiO2为50：15：20： 电极 包芯线 喂丝机 电极支架 覆盖渣 钢液 电源 感应线圈 感应炉 图1实验装置图 Fig.1 Experiment installation 2000-01-05收稿陆钢男，25岁，硕上 *国家“973”化学冶金专题研究课题No.G1998061500)

第 2 卷 第 4期 2 0 0 年 8 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s iyt o f s e i e n c e a n d l’e c h n o l o gy B e ij i n g V b l . 2 2 N 0 . 4 A u g . 2 )0( 0 超低硫钢精炼工艺 陆 钢 ” 成 国光 ” 宋 波 ” 赵 沛 ” 王 新华 ” l)北京科技大学冶金学院 , 北京 , 10 00 83 2 )钢铁研究总院 , 北京 , 10 0 0 8 1 摘 要 在感应 炉上进 行 了一系 列对 比 实验 , 研 究结果表 明 : 顶渣 + 喂线 工艺 比 完全 顶渣 工艺 具有 更快 的脱硫 效 果 , 含 B a O 精 炼渣 系 比传统 的 C a O 一C a F Z渣系 具有更 强的脱硫 能 力; 当钢 中 氧和 硫都很 低 时 , C as i 合金能起 到显 著 的深脱硫 作用 . 由研 究结 果得 出超 低硫钢 ( w s< 0.0 0 1 0% ) 钢液 精炼 的主要 工 艺参数 . 关键 词 超低硫 钢 ; 精 炼 : 动 力学 ; 脱 硫 分类 号 FT 7 6 2侣: T F l l 4 . l ; T F l l l . 14 一 , 钢 液的 脱硫一 直是 冶 金 工 作者 所关注 的 问 题 `l一 3] , 在 实际 生产 中常规钢 种对 硫含量 的要 求 (0 .0 2 % ) 已 经 很 容 易达 到 . 但是 随着 用 户 对钢 质量要 求的不 断提高 , 特别 是 高质量 的管线钢 、 容 器 钢 、 耐 酸 钢 等 均 要 求 「S] < .0 0 0 5 0 % 甚 至 < .0 0 0 1 0 % ’[] . 有关 这些钢 种深 脱硫的研 究还不 够 成 熟 , 对 深 脱硫 的机理 尚缺乏 很清 晰 的认 识 . 本文 通过渣 一 钢 间 的硫 平衡 实验研 究 , 发现含 B a o 的渣系具有很 强 的脱硫 能力 , 在常用 的脱 硫 渣 C a -O M g o 卜A 1 2 O 厂5 10 2 中加 入 B a O 的摩尔 分数 约 为 7 % 能 明 显 增加渣 系的 脱硫 能 力 ! 5] . 为 了进 一 步探 索 动 力 学 因 素对 钢 液 深 脱 硫 的影 响 , 进 行 了一 系 列 动 力 学 对 比实验 以确 立 不 同 的工 艺 路 线 、 不 同 的工 艺 参 数 对 钢 液深 脱 硫 的 影 响 , 从 而 得 出钢 液深 脱 硫 的 合 理 工 艺参 数 . 1 实验方法 实验在 10 吨 中频感应炉 上进行 . 炉渣 用 电 渣感应 的方法加 热 . 钢 铁料选用 纯 铁 , 料重 s kg , 当钢 液熔化后 , 配入 一 定量 的 F eS 使钢 液中的 初 始硫 达到 预 定值 , 同时配 入 一 定 量的碳 、 锰 和 硅使钢 液 的成 分达到预定值 . 实验 中采用 二 氧 化 错 固体 电解 质 定 氧测 头定 氧 , 用 双 铂 锗 热 电 偶测 温 , 石 英管取 样 . 装置 如图 1 所示 . 为 了考察不 同 的脱硫工 艺对钢 液深 脱硫动 力 学 的影 响 , 实验设 计 了完全 覆盖 渣 、 喂 线 、 喂 线 + 顶渣 3 种实验方案 . 实验 中粉 剂制 成包 芯 线 的形 式 加 入 , 粉剂 组成 分 别在 C a O 一C aF Z 和 C a O 曰C aF Z 中添加 B a 0 2 种 , 一 些组 别 的实验 模 拟 了 L F 炉渣 ( C a O : M g O : A 1 2 O , : 5 10 2 为 5 0 : 15 : 2 0 : 电极 , 包芯线 电极支架 喂丝机 覆盖渣 电源 钢液 感应线 圈 感应炉 龙材子不卜泛一ó 、尸一图\\一 ù.。一 、 刽一 i 一一 · / 叫门喊司 比匕产仃口一验喊矛侧ù一装厂双 门| 忙L实 l es 当即| F i g . l E x P e r l m e n t in s t a l a t i o n 20() 0 一 01 一 0 5 收 稿 陆钢 男 , 25 岁 , 硕 士 * 国家 “ 9 7 3 " 化学 冶金专题研 究课 题 困 。 , G 1 99 80 6 15 0 0 ) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2000. 04. 040

VoL22 No.4 陆钢等：超低硫钢精炼工艺 ·321· 15).为了进一步考察温度、初始硫含量、钢液中 动力学方面的影响，设计了如下A,B1~B3,C1~ 的氧位、粉剂成分、合金加入等工艺参数对脱硫 C2共6组实验.实验数据如表1. 表1实验方案 Table 1 Experiment schemes 方案 工艺 粉剂或顶渣组成 CaSi 脱硫剂量/g氧位x10-‘ t/℃ 覆盖渣A 完全顶渣+电极加热 顶渣BaO-CaO-CaF, 无 300 10-301680-1720 B1 喂线 粉剂BaO-CaO-CaF, 有 240 26-35 1630-1660 喂线B2 喂线 粉剂BaO-CaO-CaF, 有 160 100-2061630-1660 B3 喂线 粉剂CaO-CaF: 有 250 15-351640-1660 喂线+C】喂线+LF炉渣+电极加热粉剂BaO-CaO-CaF,常用LF炉渣 无 400 10-301580-1610 覆盖渣C2喂线+LF炉渣+电极加热粉剂BaO-CaO-CaF:常用LF炉渣 无 400 30-601670-1680 2 实验结果及分析 25 ·方案B1:粉剂成分Bao Cao-CaF, ●方案B3:粉剂成分CaO-CaF, 在LF炉实际生产中一般采用覆盖渣脱硫， 20 C2方案模拟了在LF炉中喂线的工艺，为了比 15 较覆盖渣和喂线两种脱硫工艺的区别，将A和 C2两组实验进行比较，其脱硫曲线如图2所示. 10 从图中可以看出喂线工艺比覆盖渣工艺具有更 高的脱硫速率， 0 0 50 100150200250300350400 2.4 ·方案A:完全顶渣 2.1 加入粉剂量/g ·方案C2:LF炉渣+喂线 图32种粉剂脱硫效果比较 1.8 1.5 Fig.3 Comparison between two different slag systems 4.2 0.9 3.6 ·方案Bl:粉剂中有CaSi 0.6 ·方案Cl:粉剂中无CaSi 0.3 3.0 0. 0 0 2.4 5 101520253035 1.8 r/min 图2喂线和覆盖渣工艺脱硫效果比较 1.2 Fig.2 Comparison between wire injection process and top 0.6 slag process 0.0 0 10 15202530 35 由方案B1和方案B3的比较可以看出含有 r/min BaO的粉剂比不含BaO的粉剂的脱硫速率更 图4CaSi对终点疏的影响 高，当加入粉剂量约为180g时，方案B1中钢液 Fig.4 The effect of CaSi content on terminal [S] 中的硫已达到5×10~6以下，而方案B3则要加入 7×106以上. 275g粉剂时钢中硫才能达到这一水平.如图3 比较实验方案B1和B2可以从中看出，在 所示，这也说明了在渣中加入BaO能提高渣的 氧位对脱硫的影响很大，图5所示.当钢液中氧 脱硫能力. 位较高时钢液深脱硫很困难.从图6可以看出， 由图4可以看出在氧位很低、钢液中疏含量 C1,C2两方案在温度上相差100℃左右，其脱硫 也很低的条件下，喂线粉剂中是否含有CaSi合 速率也有明显的差别，较高的温度有利于钢液 金对所能达到的极限硫含量的影响很大，当粉 的脱硫.从图7可以看出钢液中的初始硫对终 剂中加入CaSi合金时，其终点硫能达到3.6×10-6， 点硫的影响很大.C2方案其初始硫为23×10， 但是当粉剂中没有加入CaSi时其终点硫则在 经过20min的脱疏处理后钢液中的硫含量仍然

V b 2L 2 N 0 . 4 陆钢等 : 超 低硫钢 精炼 工艺 . 3 2 1 - 巧 ) . 为了进一 步考察温 度 、 初始硫含量 、 钢 液中 的氧位 、 粉剂成分 、 合金 加入等工 艺 参数对 脱硫 动 力学方面 的影 响 , 设计 了如 下 A , B l 一B 3 , C l 一 C Z 共 6 组 实验 . 实验 数据 如表 1 . 表 1 实验方案 介 b le 1 E x P e ir m e n t s e h e m e s 方案 工艺 粉剂或顶渣组成 C a s i 脱硫剂量g/ 氧位 / x 10 一 ` r /℃ 1 0 ~ 3 0 2 6 ~ 3 5 100 ~ 2 06 1 5~ 3 5 1 0 ~ 3 0 3 0 ~ 6 0 1 6 8 0 ~ 1 7 2 0 1 6 3 0 ~ 1 660 1 63 0 ~ 1 660 1 6 4 0 ~ 1 6 6 0 1 5 8 0~ 1 6 1 0 1 6 7 0~ 1 6 8 0 八目n00 日片ó月产O ō I ù 0 内内`j且,, 覆盖渣 无有有 4 喂线 喂线+ 覆盖渣 A 完全顶渣+ 电极加热 顶渣 B a o 卜C a o 卜C aF Z B l 喂线 粉剂 B a O 毛a Q 毛 aF Z B Z 喂线 粉剂 B a o 毛a公毛 aF Z B 3 喂线 粉剂 C a o 一 C aF Z C I 喂线十 L F 炉渣+ 电极加热 粉剂 B a o 一 C a Q 毛 aF : 常用 L F 炉渣 C Z 喂线十 L F 炉渣+ 电极加热 粉剂 B a o ( a o 毛 aF : 常用 L F 炉渣 甲一毛O未巴 2 实验结果及分析 在 L F 炉 实 际 生产 中一 般采用 覆盖 渣脱硫 , C Z 方案模拟 了 在 L F 炉 中喂 线 的工 艺 , 为 了 比 较 覆盖 渣和 喂 线两 种脱 硫 工 艺 的区 别 , 将 A 和 C Z 两 组 实验进行 比较 , 其脱硫 曲线如 图 2 所示 . 从 图中可 以看出 喂线 工 艺 比覆盖渣 工 艺 具 有更 高 的脱硫速率 2 . 4 . 甘井 2 . 1 l , 8 1 . 5 · 方案 A : 完全 顶渣 . 方案 C Z : L F 炉渣+ 喂 线 0 5 0 1 00 1 5 0 2 00 2 50 30 0 35 0 4 00 加入粉 剂量 / g 图 3 2 种粉剂脱硫 效果 比较 F ig . 3 C o m P a irs o n b e 七胃e e n tw o d i fl rc re n t s la g s y s t e m s … l 卜升一 洲_ 0 5 10 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5… r / m in 4 . 2 3 . 6 3 . 0 2 . 4 1 . 8 1 . 2 0 . 6 0 . 0 。 方 案 B l : 粉 剂 中有 C as i . 方 案 C l : 粉 剂 中无 C as i 29 ù O … 1 1 O 00 一x 、奔困 。一之琴匹 0 . 3 0 . 0 图 2 喂线 和祖盖渣工艺脱硫效果 比较 F 啥 . 2 C o m p a irs o n b e tw e n w 放 inj e e it o n P ro e es s a n d t 0 P s 妞9 p r o c e s , 由方 案 B l 和 方案 B 3 的 比较可 以看 出含有 B a o 的 粉剂 比不 含 B a o 的粉剂 的 脱硫速 率更 高 , 当加 入粉 剂量约 为 1 80 9 时 , 方案 B l 中钢 液 中的硫 已 达到 s xl o 一 ` 以下 , 而 方案 B 3 则要加 入 2 75 9 粉剂 时钢 中硫才 能 达到 这一 水 平 . 如 图 3 所示 , 这 也 说明 了 在渣 中加入 B a O 能 提高渣的 脱硫能力 . 由 图4 可 以看出在氧位很低 、 钢 液 中硫含量 也很低 的条件 下 , 喂 线粉剂 中是 否 含有 C as i 合 金对所 能达 到 的 极限 硫含量 的 影 响 很 大 . 当粉 剂中加入 C as i 合金 时 , 其 终点硫 能达到 3 . x6 l『 6 , 但 是 当 粉剂 中没 有加 入 C as i 时 其终 点硫 则在 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 r / m in 图 4 C a is 对终点硫的影响 F i g . 4 T h e e fl er c t o f C a s i e o n t e n t o n t e mr in a l l S ] 7 x 1o 一 6 以上 . 比较实验方案 B l 和 B Z 可 以从 中看 出 , 在 氧位对脱硫 的影响很大 , 图 5 所示 . 当钢 液 中氧 位较高时 钢 液深脱硫很 困难 . 从图 6 可 以看 出 , lC , C Z 两 方案在温度上 相差 10 ℃ 左右 , 其脱硫 速率也有 明显 的差别 , 较 高的 温度有利于 钢液 的脱 硫 . 从图 7 可 以看 出钢 液 中的 初始硫对 终 点硫 的影 响很大 . C Z 方案其初始硫为.2 3 x 10 一 , 经过 加 m in 的脱硫处 理后 钢 液 中 的硫含量 仍然

·322· 北京科技大学学报 2000年第4期 40 wo1:●方案B1:26×106-35×106 (1)疏从钢液主体中扩散到钢渣反应界面 ■方案B2:100×10--206×10-6 30 的钢液侧. (2)在钢渣反应界面发生如下反应： 2 20- [S]+(02)=(S2)+[O]. (3)反应生成的脱硫产物从渣钢反应界面 10 的渣侧扩散到渣主体中. 般来说，在高温条件下渣钢之间的化学 反应不应为脱硫过程的限制性环节.那么对脱 40 80120160200 240 加入粉剂量/g 疏过程的限制性环节来说则可能有3种情况： 图5不同氧位条件下脱硫效果比较 情况1步骤(1)为反应的限制性环节. Fig.5 The effect of different [O]on desulfuration process 情况2步骤(3)为反应的限制性环节. 情况3步骤(1)和步骤(3)同时为反应的限 2.4 制性环节. 2.0 ■方案C1:1580-1610℃ ·方案C2:1670-1680℃ 方案A的脱硫曲线如图8所示.求图中曲 1.6 线上每一点的斜率即为在该时刻、该硫含量下 1.2 的脱硫速率.将dwsd对ws作图见图9. 0.8 2.4 0.4 2.1 ·方案A1:完全顶渣 1.8 0.0 温度：1600℃ 1.5 0 10 152025 30 35 r/min 1.2 图6温度对脱硫速率的影响 0.9 Fig.6 The effect of temperature on desulfuration process 0.6 0.3 0.0 2.0 处理20min后脱除的硫 0 5 10 1520253035 处理20min后剩余的碗 r/min 0 图8方案A脱硫曲线 0.4 C2方案 Fig.8 The desulfuration curve of scheme A 0.3 B1方案 500 0.2 速率快速 0.1 400 下降区 0.0 300 图7初始硫对终点硫的影响 低速脱硫区 高速脱硫区 Fig.7 The effect of initial [S]on terminal [S] 200 有3.4×10-：B1方案其初始硫为3.0×10，经过20 100 min的脱硫处理后钢液中的硫含量达到了 4×10的极低值.由此看出，要想在短时间内将 0 20406080100120140160180 钢液中的硫脱到一个极低的水平必须控制好钢 ws/×10-6 图9硫含量对脱硫速率的影响 液中的初始硫含量 Fig.9 The effect of [S]on desulfuration rate 3钢液深脱硫机理探讨 从图9可以看出，脱硫速率在高硫时保持 在一个比较高的水平并且其下降幅度较小，在 脱硫过程用双膜理论可以描述为以下3个 步骤： 硫含量介于5×109×103时脱硫速率快速下 降，在硫含量降至5×10-以下时脱硫速率保持

一 3 2 2 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 0 年 第 4 期 w 〔。 : : . 方案 B l : 2 6 x 10 一 `一3 5 、 10 一` . 方案 B Z : 10 0 x 1 0 一 6一2 0 6 x 10 一 6 2x 0 O一乏奔困 O L 一` 一二一 二 1 … : ! 0 4 0 8 0 12 0 1 6 0 2 0 0 2 4 0 加 入粉剂 量/ g 图 5 不同 氧位条件下脱硫效果 比较 F ig · 5 T h e e 月角c t o f d i fe re n t 【0 1 o n d 韶u l fu r a ti o n P r o e e s s 2 . 0 卜\ · 方案 C I : 1 5 8 0 一 1 6 1 0 oC . 方案 C Z : 1 67 0 一 1 6 8 0 ℃ ( l) 硫从 钢 液主 体 中扩散 到钢 渣 反 应 界 面 的钢 液侧 . ( 2 ) 在钢 渣反 应 界 面 发生 如 下 反应 : [ S ] + (O , ` )气S , 一 ) + [ 0 ] . (3 ) 反 应生 成 的脱硫产物从渣钢 反 应 界 面 的渣侧扩散到渣主 体 中 . 一 般来说 , 在高温 条件下 渣钢 之 间 的化学 反应不应为脱硫过程 的限制性环 节 . 那 么 对脱 硫 过程 的 限制性 环节 来说则 可 能有 3 种情 况 : 情 况 1 步骤 ( l) 为反 应 的限制性环节 . 情况 2 步骤 (3 ) 为反 应的 限 制性环 节 . 情况 3 步骤 ( l) 和 步骤 ( 3) 同 时 为 反 应 的限 制 性环 节 . 方案 A 的脱硫 曲线 如 图 8 所 示 . 求 图中 曲 线上每 一 点的斜率 即 为在该 时刻 、 该硫含量下 的脱 硫速率 . 将 dw s[ : dt/ 对 w , : 作 图见 图 9 . , O一x飞琴匕 0 5 , r l O, ~ 司 X 图 6 温度对脱硫速率的影响 F i g · 6 T h e e 月陇c t o f te m pe r a t u re o n des u ifu r a it o n Pro e es s 2 . 0 冬 0 . 4 尝 o · 3 0 . 2 0 . 1 0 . 0 巨二〕处理 20 m in 后脱 除的研 . . 处理 20 m in 后剩 余的研 \ · ” 案 lA : 完 全顶渣 一 \ 一 火一, 一 ’ C Z方案 图 8 方案 A脱硫曲线 T h e d e s l】fu r吕 it o n C U四 e o f S Ch e m e A B l 方案 速率快速 .g8巨l 0iF , o 图 , 初始硫对终点硫的影响 F ig . 7 T h e e fe c t o f i n i血 l 【S】o n t e r m in a l 【5 1 低速脱硫区 . 1 旧乞一日x 沃书、沁竺 忍 有 3 . 4 x l 0 一 , ; B I 方 案 其初 始硫 为 3 . 0 x l 0 一 , , 经 过 2 0 m in 的 脱 硫 处 理 后 钢 液 中 的 硫 含 量 达 到 了 4 xl o 一 6 的极低值 . 由此看 出 , 要 想在 短 时 间 内将 钢 液中的硫脱 到一 个 极低 的 水平 必 须 控制好钢 液 中的初始硫含量 . 2 00 10 0 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 14 0 1 6 0 1 8 0 w 【s了 x 10 一 6 图 , 硫含量对脱硫速率的影响 F ig · 9 T h e e fl 免e t o f [S】o n d e s u ifu r a it o n r a t e 3 钢液深脱硫机理探讨 脱硫 过程用 双膜理 论 可 以描述 为 以下 3 个 步骤 6[] : 从 图 9 可 以看 出 , 脱硫 速率在 高硫 时保持 在 一个 比较 高的水 平并且 其下 降幅度较小 , 在 硫 含 量 介 于 s xl o 一 5一x9 1-0 , 时 脱 硫 速率 快速 下 降 , 在硫含 量降至 s xl o 一 , 以下 时脱 硫速率保持

Vol22 No.4 陆钢等：超低硫钢精炼工艺 ·323· 在一个较低的水平并且下降趋势趋于平缓.通 8×10-6 过分析发现，导致钢液脱疏速率呈现3个阶段 (4)钢液深脱硫动力学的机理分析表明：荆 性变化过程的原因是随着脱硫过程的深入，钢 液深脱硫过程的限制性环节经历了渣侧硫传质 液脱硫的限制性环节发生了转变：当钢中硫含 控制一渣侧和钢侧硫传质共同控制→钢侧硫传 量较高时，钢液脱硫过程主要受渣侧硫传质所 质控制的转变过程， 控制.而当钢中硫含量较低时，钢液中硫的扩散 (⑤)提出了精炼超低硫钢的基本工艺参数： 为脱硫过程的限制性环节.两者之间存在一个 氧位<2×10~并要防止波动，温度控制在1650℃ 过渡区域，限制性环节为渣侧硫传质和钢液侧 左右，初始硫<5×105. 硫传质混合控制.有关各个过程脱硫速率常数 大小的计算在文献[5)]中有详细的报道， 参考文献 1 Filippos P,Uday B P.Incorporation of Sulphur in an Opti- 4结论 mized Ladle Steelmaking Slag,ISIJ International,1996, 36:402 (I)通过实验室模拟LF炉的对比实验得出：2 KorGJW.Sulphur Capacity of Basic Slags Containing 顶渣十喂线工艺可以获得比完全顶渣工艺更快 Calcium Fluoride.Transaction of the Metallurgical Society 的脱硫速率. of AIME,1969,245:319 (2)通过含BaO渣系和不含BaO渣系的脱 3 Masamitsu W.Effect of Content on the MnS Precipitation in Steel with Oxide Nuclei.ISIJ International,199,36: 硫动力学对比实验表明：含BaO的脱疏渣系具 1041 有比不含BaO的脱硫渣系更快的脱硫速率. 4张立峰.洁净钢中杂质元素的控制.炼钢，1996,10：36 (3)通过喂线粉剂中加与不加CSi合金的5陆锅.锅液深脱硫的基础研究[硕士论文].北京：北京 对比实验，发现加Ca合金时能将硫脱到3×10-~ 科技大学，2000 4×10而不加Ca合金时疏只能脱到7×10~ 6黄希祜.钢铁冶金原理.北京：治金工业出版社，1990300 Research on Ultra-low Sulphur Steel Refining Process LU Gang",CHENG Guoguang",SONG Bo,ZHAO PeP,WANG Xinhua" 1)Metallurgy School,USTBeijing.Beijing 100083,China 2)Central Iron&Steel Research Institute,Beijing,100081,China ABSTRACT A serial of contrast experiments were carried out on induction furnace.It's found that a better desulphurization result exists in the top slag plus sire injection process than in the single top slag process.Slag which contains BaO has stronger desulphurization ability than that does not.CaSi alloy can decrease the ter- minal sulphur content in the steel when [O]and [S]are low.Further,some basic technological parameters were proposed for the refining of ultra-low sulphur steel. KEY WORDS ultra-low sulphur steel;secondary refining;dynamics;desulphurization

V b L 2 2 N 0 . 4 陆钢 等 : 超低硫 钢精 炼工艺 在一 个较低 的 水 平 并且 下 降趋势趋 于平 缓 . 通 过 分析 〔 5]发现 , 导 致钢 液脱硫速率呈 现 3 个阶段 性变化过程 的 原因 是 随着脱硫过 程 的深入 , 钢 液脱硫 的 限 制性环 节发生 了转变 : 当 钢 中硫含 量较 高时 , 钢 液脱硫过 程主 要 受渣 侧硫 传质所 控制 . 而当钢 中硫含量 较低时 , 钢 液中硫 的扩散 为 脱硫过程 的 限 制性环 节 . 两 者 之 间 存在一 个 过渡 区域 , 限制性环节 为渣侧硫 传质和 钢 液侧 硫传质混合 控制 . 有关各个 过程脱 硫速率常数 大 小 的计算 在文 献【5] 中 有 详 细 的报道 . 4 结论 ( l) 通过实验室 模拟 L F 炉 的对 比实验得出 : 顶渣 + 喂 线工 艺 可 以获得 比完全顶渣 工 艺更 快 的脱硫速 率 . (2 ) 通过含 B a O 渣系和 不 含 B a O 渣系 的脱 硫动 力学对 比 实验表 明 : 含 B a O 的脱硫渣系具 有 比不 含 B a O 的 脱硫渣 系更 快 的 脱硫速 率 . ( 3) 通 过喂 线粉剂 中加 与不 加 C as i 合 金 的 对 比实验 , 发现加 C a 合 金 时能将硫 脱到 3 ` 1-0 ` 一 4 x 1 0 一 ` 而 不 加 C a 合金 时硫 只 能脱 到 7 x l o 一 6 一 s x l o 一 6 . (4 ) 钢 液深 脱硫动 力 学 的 机理 分 析表明 : 钢 液深 脱硫过程的限制性环 节经 历 了渣侧硫传质 控制 一 渣侧和 钢 侧硫传质共 同控制 一 钢 侧 硫传 质控制 的转变过程 . (5) 提 出 了精炼超低 硫钢 的基本工 艺 参 数 : 氧位 < x2 10 一 , 并要 防止波动 , 温度控制在 1 6 50 ℃ 左 右 , 初始硫 < 5 x 1 -0 , . 参 考 文 献 1 F i li PP o s P, U d ay B .P I n c o pr o art i o n o f S u l Ph ur i n an 0 tP i - m i ez d L ad l e Set e ln iak gn S lag , I S IJ I net m at i o n a l , 19 96 , 3 6 : 402 2 K o r G J .W S u lP hur C即a e iyt o f B a s i e s l a g s C o ant in i n g C a l e ium F l u ior de . rT an acs ti o n o f ht e M e at llur g l e a l S co i e yt o f A IM E , 19 6 9 , 24 5 : 3 1 9 3 M as am i st u .W E fe e t o f C o n t e in on ht e M h S P r e e iP iat i o n in S t e e l w iht o 范 de N cu l e i . I S IJ In t e nr a tl o n a l , 19 9 6 , 3 6 : 1 0 4 1 4 张立峰 . 洁净钢 中杂质元 素的控制 . 炼钢 , 19% , 10 : 36 5 陆钢 . 钢液 深脱硫 的基础研 究 : [硕 士论文 ] . 北京 : 北京 科技 大学 , 2 0 0 0 6 黄希枯 . 钢 铁冶金原理 . 北京: 冶金工业 出版社 , 1 990 . 3 0 R e s e ar e h o n U ltr a 一 l o w S u lPh ur S t e e l R e if n i n g P r o e e s s L U G a ng , ), Gu o g友 a gn ` ), SO N G B o ,气 乙队咬O eP 己 环月刃G iX n h u a , , l ) M e at ll u 耳汀 S e h o l , U S T B e ij l n g , B e ij in g 10 0 0 8 3 , C h in a Z ) C e n tr 2 l l orn & S t e e l R e s e acr h ih st i t u t e , B e ij ign , 10 0 0 8 1 , C h i n a A B S T R A C T A s e ir a l o f e o n tr a s t e x P e r im e nt s w e er e 团汀i e d o ut o n i n d u c t i o n fu nr a e e . l t , s fo u n d ht at a b et e r de s u 1Ph u ir aZ t l o n r e s u lt e x i s t s in ht e t o P s l a g Pl u s s ier inj e e t ion rP o e e s s t h an in ht e s ign l e t op s lag Por c e s s . S lag w hi e h e o ant in s B a O h a s s tr on g e r d e s u lPh iur z at i o n ab iliyt ht an ht at d o e s n ot . C a s i a lloy e an d e er a s e ht e et r - m ln a l s u 1Ph ur e o nt e nt in ht e s t e e l w h e n [ 0 ] an d [ S ] ar e l o .w F u rt h e r, s om e b a s i e t e c hn o l o g i e a l Par am e t e r s w e er rP o Po s e d ofr ht e r e if n i n g o f u ltr a 一 l o w s u lPh u r s t e e l · K E Y W O R D S u latr 一 l o w s u lPh ur s t e e l; s e e o n d a yr er fm in g ; dy amn i e s : d e s u 1Ph而 z at i o n