D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1992.05.001 第14卷第5期 北京科技大.学学报 VoL.14No.5 1992年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sept.1992 FeO-MnO一MgO-SiO2渣系和 铁液间锰的平衡” 张。 鉴· 精要：利用炉渣结构的共存理论处理Fe0一MnO一MgO一SiO熔渣和铁液间锰的平衡问题后，· 证明K'一N。%Mm不因炉渣敲度而改变，是相当守常的.从该规律出发计算得出的〔% M]H与实测的C%Mn]g是符合的，从而证明所推导的计算模型可以反映上述四元渣系的 实际情况。 关健词：渣，铁液，鱷的平衡，共存理论，作用浓度 Manganese Equilibrium Between FeO-MnO-MgO-SiO2 Slags and Molten Iron Zhang Jian* ABSTRACT:Manganese equilibrium between FeO-MnO-MgO-SiO2 slags and molten iron has been NMno analyzed by us of the coexistence theory of sla structure.It is shown thats not change with basicities,and maintains constant in considerable extent.CalculatedMn)by use of the above regularity agree with the measured values.This in turn shows that the deduced calculating model of mass action concentrations for Feo-MnO-Mgo-SiO2 slags reflects the characteristics of this slag system. KEY WORDS:manganese equilibrium,slags',molten iron,the coexistence theory,mass action con- centrations 锰是钢中的合金元素和炼钢过程的脱氧剂，锰在渣钢间的分配还可表示炼钢温度的高低， 因此，对锰在冶炼过程行为的研究引起了冶金工作者的广泛兴趣。Tammann W和Oelsen W的 ①1991一12-20收稿 #冶金系(Department of Metallurgy) .·496·
第 41 卷第 5期 1 9 92 年 9月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o U r n ai 时 U n i v e rs i t y fo Sc ie n ce 挂n d T’ e c h n oI 0 g y 氏 i葬n g V o L 14 N o 。 5 决脚 . 19 92 F e o 一 M n o 一 M g o 一 5 10 2 渣系和 铁液 间锰的平衡 ① 乍\ 张 鉴 ` 摘要 : 利用护 渣结构 的共存理论处理 F日 0一 M o o 一 M gO一 51 0 : 熔渣和铁液间锰的平衡间题 后 , 证明 刃 吻 ~ 万晰。 刀卿 〔% M n 〕 不因 炉渣碱度 而 改变 , 是相 当守常 的 。 从该规律出发计算得 出的 〔% M n 〕计 与实测 的 〔% M n 〕买 是符合的 , 从 而证 明所推导的计 算模型 可以 反映上述四 元渣 系的 实际情况 。 关锐词 : 渣 , 铁液 , 锰的平衡 , 共存理论 , 作用 浓度 M a n g a n e se E q u i li br i u m eB t w e e n F e o 一M n O 一 M g o 一 5 10 2 5 1尽9 5 an d M Qlet n l r o n Z ha 即 了必 . 书 叫口 A 日S T R A C T : 州区n 形nI es e qu il ib r i u m be t w e n eF o 一 M n o 一 M g o 一 5 10 2 5扭郎 a n d m o let n ir o n h a s b e e n an l vdez vb . 成 het coe ~ c e t heor , of 舰 sutr cut er . tI is 一 hat t KI 。产 份 . 孕黑一 d。 n ot c h a n g e w i th 加” i c i t ie s , 咧 m出n at i n s e o sant nt i n e on 藏 r o ilet o xet n t . ca l cu 饭囚 〔%施〕 by u 。 of het a b o ve r es u 姗lyt a gr e w iht ht e m ea su edr 通lu es 一九is in ut r n hs o ws ht at het d曰。 c ed 阁cu 城i唱 m od e l of m as ac t i o n e on e e n t r a it o sn f o r F e o 一 M n o 一 M g o 一 iS 0 2 s l a邵 r e fle e st t h亡 c h a r a c t e州治t i CS o f th is s吨 s y st e m . K卫 Y w 0 R刃` : ~ gan es eq 诚br iu m , s l a gs , . m o let n ior n , het c oe x is et cn e t l l e o r y , m as ac iot cn on - C e l tr a t i o n S 锰是钢中的合金元素和 炼钢过程的脱氧剂 , 锰在渣钢间的分配还可表示炼钢温度的高低 , 因此 , 对锰在冶炼过程行为的研究引起了 冶金工作者的广泛兴趣 。 aT ~ n w 和 oe lse n w 内 ① 1 9 9 1 一 12 一 2 0 收稿 , 冶金系 (珑脚时 m e n t o f M e at 己 u r g y ) · 4 9 6 · DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1992. 05. 001
研究结果如图1所示四。图中曲线表明在酸性和碱 性渣下K具有截然不同的数值。文献〔2)也指出 在碱性平炉过程中 -Acid 1400 LogC%MC6o=-10487+4.592 (MnO) T 1000 在酸性平炉过程中 LoBC%M0C60-=-14591+6.045 T 600 (MnO) 而当炉渣仅由Fe0和MnO组成时，则有 200 2 Log6C60--12760+5.684 (Mno) 20 40 60 80100 SA0z) (Ca0)' 另外，水渡等)最近的研究结果也得出K'= 图IKa与CaO含量的关系 Mn因P,0,Si0,和A,0,增加而变大，因 Fig.1 Relation between.Kmn and CaO增加而变小的结论。 Cao content of slag 以上三方面的结果虽然表达方式不同，但实质是相同的，即渣钢间锰的平衡在一定的温 度下，并不守常，而是随炉渣碱度和成分的改变而变动。显而易见，这样的变动是违背质量 作用定律的，因为根据后者，平衡常数只与温度有关，而与炉渣碱度和成分是无关的。为了 消除这种矛盾，用炉渣结构的共存理论分析了这个问题”。 1FeO一MnO一MgO一SiO2渣系的结构单元和作用浓度的计算模型 1.1结构单元 根据Fe0一SiO2渣系的相图c,本渣系有正硅酸铁(Fe2Sio,)生成。根据MgO一Si02渣系 的相图)，本熔渣中应有MgSiO,和MgSiO,分子型化合物生成。 最后根据对MnO一SiO2渣系作用浓度的研究，MnSiQ,和Mn2SiO,存在于该熔渣且参加 其内部化学反应。 考虑到本渣系中无3个氧化物结合成的硅酸盐，所以本渣系的结构单元为Fe2+、Mn+、 Mg2+、O2-简单离子及SiO2、FeSi04、MnSiO,、Mn SiO4、MgSiO,和Mg2Sio,分子。 1.2计算模型 令b1=2zr0,b2=∑nMo,b=2nMeo,a=aso2; 1=p0,Z2=0,3=e0,到=s02,=S035 2五=s0,W1=g0,W2=m,50,W3=430,i N1=Npo,N2=NMno,N3=NMo,N=Nso;,Ns=NMnSio,'Ns=NMso,'N1=NPegSo N=Nn,o,’N,=No,n=总质点数，则有 ·497
研究结果如图 1 所示 〔。 。 图中曲线表 明在酸性和碱 性渣下 尤沁具有截然不 同的数值 。 文献 〔2〕 也指出 在碱性平炉过程中 - 肠g 〔% M n 〕〔% 0 〕 ( M n o ) 1 0 4 8 7 T + 4 . 5 9 2 在酸性平炉过程中 助g 〔% M n 〕〔% o 〕 (M n o ) 1 4 5 9 1 T + 6 . 0 4 5 而当炉渣仅 由 eF o 和 M n o 组成时 , 则有 l 夺0 0 1 0 0 0 6 0 0 2 0 0 〔% hM 〕〔% 0 〕 = _ 1 2 7 6 0 (M 力O ) T { , ]!一 }l }i } I 、 i }i } l i 、 I 、 } {! 亏 - !. 、 一 一 卜 l 一i 。 「 l, )通 , ! l i . 飞` 一一 } ` _ !. l. ! I i . _ !. , . _ ! ! !l l I 口, 口 . . . . 卜后隆沙件 “ 尸0 . 一O二ù` / 巾 肠g + 5 . 6 8 4 另 外 , 水 渡等即 最近 的研 究 结 果也得 出 KI . ~ 示漂架不 因 ` P osz , 510 2 和 从 0 3 增加而变大 , 因 艺v 氏 O 七 Z Ovl 刀」i 州 芦入。 , ) , Z t j 4 0 60 BO 10 0 ( C a o ) ’ 图 I K 。 与 C a o 含量的关系 F 龟 . 1 Re 抽幼匕劝 b 眺 w 创扣 K 协 如 d aC o 增加而变小的结论 。 卿 吻吻 , 时 “鸣 以上三方面的结果虽然表达方式不 同 , 但实质是相同的 , 即渣银间锰的平衡在一定的温 度下 , 并不守常 , 而是随护渣碱度和 成分的改变而变动 。 显而易见 , 这样的 变动是违背质量 作用 定律的 , 因为根据后者 , 平衡常数只与温度有关 , 而与炉渣碱度和成夯是无关的 。 为了 消除这种矛 盾 , 用炉 渣结构的共存理论分析了这个间题 “ , 。 1 eF o 一咖 。 一 M g o 一51 0 2 渣系的结构单元和作用浓度的计算模型 1 . 1 结构单元 根据 eF o 一 iS 仇 渣系 的相 图 `幻 , 本渣系 有正硅酸铁 (eF Z is o . ) 生成 。 根据 M g o 一 51 0 : 渣系 的相图 〔。 , 本熔渣中应有 M gs i 0 3 和 Mg Z is o . 分子型化合物生成 。 最后根 据对 M n o 一 5 10 2 渣系 作用浓度的研究 〔 7“ , M n s io : 和 M n Z is o ; 存在于该熔渣且参加 其 内部化学反应 。 考虑到本渣系中无 3 个氧化物结合成的硅酸盐 , 所以本渣系的结构单元为 eF , + 、 M n Z十 、 珑 , + 、 o , 一 简单离子及 51 0 2 、 F e Z is o ; 、 加臼& 。 : 、 施 : 51 0 ` 、 M gs io : 和 gM Z s i o 明 分子 。 L Z 计算模型 令 b l ~ 勘、 , ` 2~ 勘~ , b 3 ~ 勘 , , 。 = 众 曰。 : ; 甸 一嘛仁 , 丸 一嘛’O 勺 ~ 嘛 , 犷一鲡 : , 衍 = 璐 ~ ;oa 几 = “ 哪 泊: , W z = , 氏: 如 一 , W Z ~ , 枷 2助 一 , W 3 = , 叭朗 一 ; N , = 人、 由 , N Z = N ` , N : = 刃卿 , N ; = 刃, 。 2 , N s = 万 M ` 幻 3 , N 。一凡哪 , , N , = 那、 5 10 ` N 。 ~ 蝙严 ; , N 。 ~ N叭 , ; , 勘 一总质点数 , 则 有 · 49 7 ·
化学平衡： 2(Fe2++02-)+(Si02)=(FeSi0) K:=点M=Ka9N, (1) 4G°=-28596+3.349TJ/mol (1535~1713C)8 (Mn2++O2-)+(Si02)=(MnSio3) k=总=K, (2) 4G°=-30013+5.02TJ/mo1) 2(Mn2++02-)+(Si02)=(Mn2Si0,) 名=0=kW (3) 4G=-86670+16.81TJ/mo1c (Mg2++02-)(s)+SiO2(S)MgSiO3(S) 太=流，=KN (4) 4G°=-36425+1.675TJ/molc1) 2(Mg2++02-)(s)+SiO2(S)MgSiO(> K:NIN,'N,KaNIN (5) 4°=-63220+1.8847J/mol1 物料平衡： N:+N2 Ns N+KNN+KN3N+KNN+K3N3N+KsN3N-1=0 (6) 1=1+21=m(0.5N1+2K1N,),2n=0.5+2KNW)N (7) bz =I2+z+2wg En(0.5N2+K2N2N+2KsN3N) (8) b3 z3 +22+2ws En(0.5N3 KN3N+2KsNN) (9) a=十名十22十01十2十 =En(N+K2N2N+KN3N+KNiN+K3NN+KsNN) (10) 将(7)式分别与(8)、(9)、(10)联立可以导出以下3式： b1〔0.5+(K2+2KaN2)N]N2-b2(0.5+2KNN)N1=0 (11) b〔0.5+(K,+2KsN)N)N3-b3(0.5+2KNN)N1=0 (12) b1(1+KzN2+KN3+K1N+KN3+KsN3)N4-a(0.5+2KN1N,)N1=0(13) (6)、(11)、(12)和(13)式即为求解Fe0一Mn0一Mg0-Si02渣系作用浓度的数学模型。 渣钢间锰的平衡反应为： QMn〕+(Fe2++02-)=〔Fe)+(Mn++o2-) Kwn=(NMno·Nre)/(Nreo·Nkwa) (14) KMn NMno/NFeo[%Mn]=N2/N1C%Mn] (15) 用(6)、(11)、(12)和(13)4个方程联立解得N:=Wo和N2=NMo后代入(15)式即可求 K,并观察其守常情况。 而渣和液体铁间锰的分配系数为： ·498·
化学平衡 : ( 2 F e + Z 仔 + 一 ( 5 1 十 0 ) 2 ( ~ F ) e Z s o i ` K ) , - N : ~ K , N 子N ; ( l ) j G o 一 一 2 8 5 9 6 十 3 . 3 4 9 T J / m o l ( 15 3 5 ~ 1 7 1 3 ℃ ) 〔 8〕 M n Z + 十 0 2一 ) 十 ( 5 10 2 ) = ( M n is 0 3 ) K 2 N 5 N Z N ; N S ~ K Z N Z N - ( 2 ) J e o = 一 3 0 0 1 3 + 5 , 0 2 r J / m o l 〔 9〕 2 ( M n 忍+ 十 0 卜 ) 十 ( 51 0 2 ) = (M n Z is o ; ) K 3 N 。 N 鑫N . ’ N 。 = K 3 N 蛋N , ( 3 ) 卜 ` 、 - 一 8 6 6 7 0 + 1 6 . 8 1少 J / m o l c g〕 2 + 十 0 2 一 ) ( s ) + 5 10 2 s( ) 二 M gs i o 3 ( s ) K ` N 。 N 3 N ; , N 。 = K ` N 3 N 。 ( 4 ) 」G o = 一 3 6 4 2 5 十 1 . 6 7 5T J / m 0 1 〔` O〕 2 ( M g Z+ + o , 一 ) ( s ) 十 51 0 2 ( s ) ~ M gs i o ; ( s ) K S = N 。 N 聋N 。 , N , ~ K S N 弓N ; ( 5 ) 」口 。 = 一 6 3 22 0 十 1 . 8 8 4 T J /m o l 〔 1 0〕 物料平衡 : 、产、、. 、 、产、 九bt 2 I 了 八ù八切.O .、气了、了吸Z N , + N : 十 N 3 十 N ` + K ZN ZN ` 十 K ; N : N ; 十 K l川 N ` 十 K 3 N 基N ; 十 K S N弓N ; 一 1 = b l 一 x l + 2切l ~ 刃。 ( 0 . SN 工 + ZK I N荃N ; ) , 刃那 ~ b 1 ( 0 . 5 十 Z K 、 N 、 N ` ) N , b Z 一 x : 十 : , + Z w : ~ 刃 n ( 0 . SN : 十 K Z N : N ` + 2 K 3码 N ; ) b 3 = : : 十 : : + 2 0 3 ~ 玩 ( 0 . 5N 3 十 K ; N 3 N ; + Z K SN 慈N , ) a = 夕 十 名l 十 名: 十 w l + 功: + w 3 ~ 刃: ( N ; + K Z N Z N 。 十 K ; N 3N ; + K I N荃N ; 十 K 3码 N , + K o N 墓N ; ) 将 ( 7 ) 式分别与 ( 8 ) 、 ( 9 ) 、 ( 1 0 ) 联立可以导 出以 下 3 式 : b l 〔0 . 5 + ( K : + 2 K 3 N 2 ) N . 〕N Z 一 b Z ( 0 . 5 十 ZK I N I N ; ) N l ~ 0 b , 〔0 . 5 + ( K ; + ZK S N : ) N ` 〕N : 一 b 3 ( 0 . 5 十 ZK , N I N ; ) N , = 0 b l ( 1 + K Z N : + K ; N : + K I N 荃十 K s N 盖+ K S N 参) N ; 一 a ( 0 . 5 十 ZK I N I N ; ) N l = 0 ( 1 0) ( 1 1) ( 1 2) ( 1 3》 ( 6 ) 、 ( 1 1 ) 、 ( 1 2 ) 和 ( 13 ) 式即为求解 F e o 一 M n o 一 M g O 一 51 0 : 渣系作用浓度的数学模型 。 渣钢间锰的 平衡反应为 : 〔M n 〕 + ( F e Z + 十 O 卜 ) = 〔F e 〕 + ( M n Z+ + 0 卜 ) K M 。 = ( N , o · N、 )八 N oeP · N , ) ( 1 4) 万认 ” = N M n。 /N、 〔% M n 〕 = N Z / N l 〔% M n 〕 ( 1 5) 用 ( 6 ) 、 ( 1 1 ) 、 ( 1 2 ) 和 ( 1 3 ) 4 个方程联立解得 万 ; = 刃 P阅 和 N2 = 刃 M n o后 代入 ( 1 5 ) 式即可求 尤认 n , 并观察其守常情况 。 而渣和 液体铁间锰 的分配系数为 : · 4 9 8 ·
〔%Mno] 70.937 52n(0.5NMBo NMnSio 2NMn2sIo,) [%Mn] [%Mn) =70.9375nC0.5+(K2+2KaN2)N)N2/C%Mn) 铁液中的锰含量应为： C%Mn]=NMno/(KMn.NFeo) (17) 2计算结果与讨论 利用文献〔11)中1550℃下Fe0一MnO亠Mg0一SiO2熔渣和铁液间的平衡数据计算所得 K值连同炉渣成分列于表1。从表中数据可以看出K和炉渣成分之间并不存在任何依赖关 系，所以文献〔3)中关于KMm随PzO5、SiO2和Al2O,增加而变大，随CaO增加而变小的结论 是值得商榷的。 表1KiMn与炉渣成分的关系(mole fraction,1550℃) Table 1 Relation between K'Mn and composition of slag (mole fraction,1550C) 菩 SiO2 Feo MnO Mgo K'Ma SiO2 Feo Mno Mgo K'Ma 10.0790.6640.1070.1523.42539 210.2710.1760.2670.2863.94379 20.0760.5090.2640.1523.53000 220.2200.1100.3880.2744.76281 30.1000.2560.5570.0863.60361 230.2780.0490.4250.2483.29761 40. 1570.254 0. 5100.0793.05396 240.2730.2260.2280.2743.49461 50.142 0.3650. 3900.083 3.27410 250.1020.4200.3510.1273.12099 60.182 0.302 0 4130.101 3.36833 260.1730.4080.3140.1053.65755 70.147 0.564 0.1100.179 4.43395 270.3400.0180.1990.4434.69930 80.2110.354 0.2780.158 4.96134 280.2800.1610.3390.2202.64251 90.1840.428 0.2930.095 3.03052 290.1550.5680.1710.1064.11981 100.261 0.017 c. 6230.095 3.14515 300.1770.5510.1400.1324.46546 110.286 0.071 0. 4820.161 2.92284 310.2090.4500.1440.1975.46823 120.2000.213 0.4230.164 3.17000 320.2810.0360.4150.2673.80763 130.2670.1740.3180.241 2.47111 330.2740.1470.3710.2083.41641 140.1820.5700.1400.1073.48990 340.3360.1330.2430.2883.25122 150.1600.0670.3940.3803.69636 350.2230.2230.2730.2714.49010 160.1800.3880.2920.1413.41595 360.2520.2110.2960.2413.73794 170.1410.4200.2970.1413.14575 370.2340.1780.3800.2083.97487 180.2900.0480.3690.2943.61561 380.2650.2010.3710.1623.67449 190.2180.3590.2090.2264.34330390.3600.0690.1570.4244.16840 200.2240.2810.2960.2003.87034平均 3.69644 39个K值的平均值K=3.69644,这与用下列两式计算的结果是极为相近的a213”,说 明用上述模型计算的KMn与Fe0+MnO渣下的实验室研究结果也是极为接近的。在1550℃时， o8K=7572&59 Kn=3.58586 logKit= 6440一2.95 T KMa=3.825 图2中显示了K与以不同方法表达的碱度间的关系。可以看出，不论用什么方法表示 ·499·
玩 n - 〔% M n o 〕 〔% Mn 〕 - 7 0 · 9 3 7 5玩 ( o · SN 、 on + 万 M n s io 3 + 2编 · : 淤 。 ) 一 7 0 。 9 3 7 5勘〔0 . 〔% M n 〕 5 + ( K : 十 2犬: N Z ) N 、 〕N Z / 〔% M n 〕 铁液中的锰含量 应为 : 〔% M n 〕 一 八谕on (/ K 益 。 · 刀氏。 ) ( 1 7 ) 2 计算结果与讨论 利 用文献 〔1 1〕 中 1 5 5 。℃下 eF o 一 施o 一 gM o 一 iS 仇 熔渣和铁液间的平衡数据计算所得 K 漏值连同炉渣成分列于 表 1 。 从表 中数据可以看出 犬漏和炉渣成分之 间并不存在任何依赖关 系 , 所以文献 〔3〕 中关于 K 漏随 P 2 0 5 、 51 0 : 和 1A 2 0 : 增 加而变大 , 随 aC o 增加而变小 的结论 是值得商榷的 。 表 I K 认 n 与炉渣成分的 关系 ( m ol e fr a e it o n , 1 5 5 0 oC ) 衬 ` . aT bl e 1 R e 认t i o n be t w e e n K , M 。 a n d e o m p 招i it o n of sl 昭 ( m o l e f r a e t fo n , 1 5 5 0 ℃ ) 霉 iso Z F · 0 Mn o M go “ 枷 霉 5 1 * eOF M n O M g “ ` 尸 助 1 0 . 0 7 9 0 6 6 4 0 . 1 07 0 . 15 2 3 . 4 2 5 3 9 2 1 0 . 2 7 1 0 . 17 6 0 . 2 6 7 0 . 2 8 6 3 . 9劝3 7 9 2 0 . 0 7 6 0 . 5 09 0 . 2 6 4 0 。 15 2 3 。 5 3 0 0 0 22 0 . 2 2 0 0 . 11 0 0 . 3 8 8 0 . 2 7 4 4 . 7 6 2 8 1 3 0 . 1 0 0 0 . 2 56 0 。 5 5 7 0 . 0 8 6 3 . 6 0 3 6 1 23 0 . 2 7 8 0 . 0 4 9 0 . 4 2 5 0 . 2 4 8 3 . 2 9 7 6 1 4 0 . 1 5 7 0 . 2 5 4 0 . 5 10 0 . 0 7 9 3 . 0 5 3 9 6 2 4 0 。 2 7 3 0 . 22 6 0 . 2 2 8 0 . 2 7 4 3 . 4 9 4 6 1 5 0 . 1 4 2 0 。 36 5 0 。 39 0 0 . 0 8 3 3 . 2 7 4 10 2 5 0 . 1 02 0 . 42 0 0 . 3 5 1 0 . 1 2 7 3 . 1 2 0 9 9 6 0 . 1 8 2 0 . 3 0 2 0 . 4 13 0 . 10 1 3 . 3 6 8 3 3 2 6 0 . 17 3 0 . 40 8 0 . 3 1 4 0 . 1 0 5 3 . 6 5 7 5 5 7 0 . 1 4 7 0 。 5 6 4 0 。 1 1 0 0 . 1 7 9 4 。 4 3 3 9 5 2 7 0 . 3 4 0 0 . 0 18 0 . 1 9 9 0 . 4 4 3 4 . 6 9 9 3 0 8 0 . 2 1 1 0 . 3 5 4 0 . 2 78 0 . 1 5 8 4 . 9 6 1 3 4 2 8 0 . 2 8 0 0 . 16 1 0 . 3 3 9 0 . 2 2 0 2 . 6 4 2 5 1 9 0 . 1 8 4 0 . 4 2 8 0 . 29 3 0 . 09 5 3 . 0 3 0 5 2 2 9 0 . 1 55 0 56 8 0 . 1 7 1 0 . 1 0 6 4 . 1 1 9 8 1 1 0 0 . 2 6 1 0 . 0 1 7 C . 6 23 0 . 0 9 5 3 。 1 4 5 15 3 0 0 . 1 7 7 0 55 1 0 , 1 4 0 0 1 3 2 4 . 4 6 5 4 6 1 1 0 . 2 8 6 0 . 07 1 0 . 48 2 0 . 1 6 1 2 。 92 2 8 4 3 1 0 2 0 9 0 . 4 5 0 0 . 1 4 4 0 . 19 7 5 . 4 68 2 3 1 2 0 . 2 0 0 0 . 2 13 0 . 4 2 3 0 . 1 6 4 3 。 17 0 0 0 32 0 . 2 8 1 0 . 0 3 6 0 . 4 1 5 0 . 26 7 3 . 8 07 6 3 1 3 0 . 2 6 7 0 . 17 4 0 . 3 18 0 . 2 4 1 2 . 47 1 1 1 3 3 0 . 2 7 4 0 . 1 4 7 0 . 3 7 1 0 . 2 0 8 3 . 4 1 6 4 1 14 0 . 1 8 2 0 。 57 0 0 . 14 0 0 . 1 0 7 3 。 48 9 9 0 3 4 0 . 3 36 0 . 1 3 3 0 . 2 4 3 0 . 2 8 8 3 . 2 5 1 2 2 1 5 0 . 1 6 0 0 . 06 7 0 . 39 4 0 . 3 8 0 3 。 69 6 3 6 35 0 . 2 2 3 0 . 2 2 3 0 . 2 7 3 0 。 27 1 4 . 4 9 0 1 0 1 6 0 . 1 8 0 0 . 38 8 0 . 2 9 2 0 . 1 4 1 3 . 41 5 9 5 3 6 0 . 2 5 2 0 . 2 1 1 0 . 2 9 6 0 . 2 4 1 3 . 7 3 7 9 4 1 7 0 . 1 4 1 0 . 42 0 0 . 29 7 0 . 1 4 1 3 。 14 5 7 5 3 7 0 . 2 34 0 . 17 8 0 . 3 8 0 0 . 2 0 8 3 . 9 7 4 8 7 18 0 . 2 9 0 0 . 04 8 0 . 36 9 0 . 2 9 4 3 . 6 1 5 6 1 38 0 . 2 65 0 . 2 0 1 0 . 3 7 1 0 。 16 2 3 . 6 7 4 4 9 19 0 . 2 1 8 0 . 35 9 0 . 2 0 9 0 . 2 2 6 4 . 34 3 3 0 39 0 . 3 6 0 0 . 0 6 9 0 . 1 5 7 0 。 42 4 4 . 1 68 4 0 2 0 0 . 2 2 4 0 . 28 1 0 , 2 9 6 0 , 2 0 0 3 . 8 7 0 3 4 平均 3 . 6 9 6 4 4 勺, 39 个 K 漏值的平均 值 灭漏 = 3 . 69 6 4 , 这与用下列 两式计算的结果是极为相近的 〔, 2 , ` 3 , , 说 明用 上述模型计算的 K 漏与 eF o + M n o 渣下的实验室 研究结果也是极为接近的 。 在 15 50 ℃ 时 , l o g K 认 。 - 7 5 7 2 T 一 3 。 5 9 9 K认 。 二 3 . 5 8 5 8 6 l o g K 谕 。 = 6 4 4 0 T 一 2 . 9 5 K 认 。 = 3 . 8 2 5 图 2 中显 示 了 K 漏 。与以 不同方法表达的碱度间的关系 。 可以 看出 , 不论用什么方 法表示 · 4 9 9 ·
碱度，均未发现碱度对KM有明显 的影响，因此，那种酸性和碱性渣下 有不同KM值的提法同样是值得商 榷的。文献〔1,2)中关于KM随碱 度而变化的情况可能与他们未考虑 MnSiO,和Mn2SiO,的生成有密切 EnEen 510 的关系。 图3对比了〔%Mn)和〔% Mn〕室，可以看出两者是基本符合 的。图4对比了Lwn算和Lwn卖，看出 两者是完全符合的。 以上事实充分地证明前面所推 导的模型的确是能够反映FeO一 MnO一MgO-SiOz熔渣和铁液间的 平衡实际的，也说明在本渣系的条 Σ1B4g0 件下质量作用定律严格地被遵守 Σ打510x 了。 图2KM:与碱度的关系 最后还应指出，表】中所列 Fig.2 Relation between KM and basicities KM值彼此间的确还存在着少量的 1.2 5001 1.0 400 0,8 3123. 300 0.6 200 0.4 100 0.2 100200300400500 00.20.40.60.81.01.2 LMn(ob.) [MnJrob:/ 图3C%MnJ算和C%Mn)实的比较 图4Lwa算和KM实的对比 Fig.3 Comparison of Calculated and measured Mn) Fig.4 Comparisomn of Calculated and measured LMo 差别，这是由于炉渣分析中忽略了FezO3的存在所引起的。而考虑FezO,的存在会使Nreo有较 大的变化，因此，不能因为KM值的少量波动而得出其不守常的结论。 ·500·
碱度 , 均未发现 碱度对 K漏有 明显 的影 响 , 因此 , 那种酸性和碱性渣下 有不 同 K认 。值的 提法 同样是值得商 榷 的 。 文献 〔1 , 2〕 中关于 K认 。 随 碱 度而 变化的情况可能与他们 未考虑 M n is o : 和 M n Z s i o ; 的 生 成 有 密 切 的关系 。 图 3 对 比 了 〔% M n 沐 和 〔% M n 〕 实 , 可 以 看 出 两 者是 基 本符合 的 。 图 4 对 比了 玩礴 和 鲡 n实 , 看出 两者是完全符合的 。 以上 事 实充 分地证 明前面所推 导 的 模型 的 确 是 能 够 反 映 eF o 一 Mn O 一 M go 一 51 0 : 熔 渣和 铁液间 的 平衡实际的 , 也说 明在 本渣系 的条 件下 质量 作 用 定律 严格 地 被遵 守 了 。 最 后 还 应 指 出 , 表 1 中所 列 K 认 。 值彼 此 间 的 确 还 存在着少量 的 二 . 止. 二 : 示掩 . ’. : .’ - . . .’ ’ 一 : . 一 t , _ z 几 「 e。 . . . . . . ` . . 二 万 ’ 动` 二 . . : . . 户 口 . … 召 r e o 二 . 气 . . . … 二 一夺、少又 廿 26 狱笼 咬夕4 又,`了 清之 B Mg o 二 万 ,不,, 9 0 万刀 5 1 0 艾 F lg . 2 图 2 大认 。 与碱度的关 系 R e l a t i o n be t w 娜 n K 从 。 an d b a s i e j t ies 尸/ 0OD 门l门以n f , 4 ,夕? ó 1 气。-.é ù 7聋 / o1 08夺6 目nD 矍ǎ . -日。印 ē鉴é 1 00 20 0 多0 0 4 0 0 , 0 0 0 0 。 Z D 。 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 〔Mn 〕 /o o . k /% 五 M n ( o b . ) 图 3 〔写 M n 〕算 和 〔% M n 〕实 的 比较 oC m p a r蜘 n o f aC l e u 一at 目 a n d m e a邪r “ 〔% M n 〕 图 4 饭 。 算 和 兀 M 。实 的 对 比 F i g . 4 ’ C om aP ir s o m n o f C a l e u l a t比 a n d m ase u r e d L M。 差别 , 这是 由于炉渣分析中忽略了 eF ZO , 的存在所 引起的 。 而考 虑 eF 2 0 。 的存在 会使 N P沪有较 大的变化 , 因此 , 不能 因为 K 漏值的少 量波动而得 出其 不守 常的结论 。 · 5 0 0 ·
3结 论 (1)利用炉渣结构的共存理论推导了FeO一MnO一MgO一SiO2四元渣系的作用浓度计算 NMno 模型，以此为基础，计算了K=NoCM而，C%Mn和L。 (2)计算的KMn与Fe0+MnO渣下的平衡值基本一致，且不随炉渣成分和碱度而改变，因 此可以认为本渣系严格遵守质量作用定律，那种K值因炉渣碱度和成分而改变的种种提法 是值得商榷的。 (3)计算的〔%Mn)和L也是和实际相近或一致的，从而证明上述模型可以反映FcO一 MnO一MgO一SiO2渣系和铁液间锰的平衡实际。 参考文献 1 Tammann W und Oelsen W.Arch.Eisenhuittenwes,1931,(5):75 2 Io6poxoTOB HH.Bonpoch TIpoH3boncTba CTam,1958,(6):3 3 Hideaki Suito and Ryo Inoue,Trans,ISIJ,1984,24 (4):301 4张鉴.北京钢铁学院学报，1984，(1)：21 5 Schlackenatlas,Verlag Stahleisen M B H.Dusseldorf,1981,45 Hayk CCCP.1965,41 7张鉴.北京钢铁学院学报，1986,8(4)：1 8 Richardson F D,Jeffes J H E,Withers G.J.Iron and Steel Institute,1950,166:3 9 Rao D P and Gaskell D R.Met Trams,1981,12B (2):311 10 EmOTHH B II.MTII.IIpoH3BORCTBO DeppocraBoB,1957:432 11 Bell H B.J Iron and steel Institute,1963,201 (2):116 12 Fischer und Bardenheuer.Arch.Eisenhuttenwesen,1968,(9):637 13 Chipman J,Gero J B and winkler T B.J Metals,1950,188 (2):341 ·501·
3 结 论 ( 1) 利用炉 渣结构 的共存理论推导了 Fe o 一M n o 一M go 一51 0 : 四 元 渣系的作用 浓度计算 模型 , 以此为基础 , 计算了 瓜 。 - N M n o 万 , .。 〔环M n 〕 ’ 〔写M n 〕 和 乙” ” 。 ( 2) 计算的 K 漏与 eF o + M n o 渣下的平衡值基本一致 , 且不随炉 渣 成分和 碱度而改变 , 因 此可 以认为本渣系严格遵守质量作用 定律 , 那种 K 漏值因炉渣碱度和 成分而改变的种种提法 是值得商榷的 。 ( 3) 计算的 〔% M n 〕 和 L , 也是和 实际相近或一致的 , 从而证明上 述模型可 以反映 eF o 一 M n o 一 gM o 一 51 0 : 渣系和铁液间锰 的平衡实际 。 参 考 文 献 1 aT m 们n a n n w u n d o 随1邵n W . A r hc . E I eS n 成 t e n w es , 1 9 3 1 , ( 5 ) : 7 5 2 江0 6卯x o T o s H H . oB n , 尤 H fl oP H s b o 从e仆 a C T胡 H , 1 9 5 8 珑de a k i uS it o a n d R yo nI ou e , 张鉴 . 北京钢铁学院学报 , rT a n S IS I J ( 1 ) : 1 9 8 4 ( 6 ) : · 3 ( 4 ) : 3 0 1 19 8 4 V e r l a g S at hl e i即n M B H . D U se ld o r f , 1 9 8 1 , 4 5 6 oT p o 肋s H A H a y K 张鉴 . C C C P n 皿1 . 及Ha l节a M删 C o c叨月 H H 月 C “ 刀 H肋邓以 C “ 叮喇 ( C即a印 H H ” K ) , A K叭 e期 只 1 9 6 5 , 4 1 北京钢铁学院学报 , 19 8 6 , 8 ( 4 ) 8 R i e ha r ds o n F D , J e f f es J H E , Wi ht er s G . J l I r o n an d tS e l I n st iut t e , 1 9 5 0 1 6 6 : 3 9 R a o D P an d G a sk e ll D R . M e t T r a m s , 1 9 8 1 , 12 B E流幻 T“ H B fl . H l 五 . n 因“ 3 印八C T B o B e l H B . J rI o n a n d st e e l I n st i加et ( 2 ) 19 5 7 3 1 1 4 3 2 19 6 3 , 2 0 1 ( 2 ) : 1 1 6 n ù 1 , 孟 1 ō1. 1 2 F i cs he r u n d B a r d e n h e u e r . A r e h . E lse n h u t t e n w e se n 1 3 C h 1Pm an J , eG r o J B an d w i n k l e r T B . J M e at l s , 19 6 8 6 3 7 1 9 5 0 ( 9 ) 1 8 8 ( 2 ) : 3 4 1 5 0 1
