210。 北京科技大学 学 报 2001年第3期 250mm,装人200kg废钢.试验中脱硫剂粒度为 160 160目，喷枪插入深度为熔池深度距顶部的2/3 120 一一w=5×10 处，喷吹气体压力保持在0.l8MPa,气体流量 8mh.喷粉时不考虑温降，取钢液温度平均为 -0I/5Im --=w=1x10 80 △—w=1.5×10-4 1873K. 40 在本模型计算中，硫在渣钢间的传质系数 、兰 0 参照文献[5]的原则分别取为k=0.003ms, 0 5 10 15 20 k2-0.015m/s. t/min 文献[]给出了不同条件下反应面积的计算 图1初始硫含量对脱硫的影响 Fig.1 Effect of original sulphur content in desulphurization 公式.当气流速率大于5mh,能量密度低于0.6 80 kW时，接触面积用下式计算： 一一一-无顶渣 An=A(V.-4) (20) % -weo0.34% 式中，A。一钢包液面平静时的渣钢接触面积，m2; o 一Woo8% V。一气流速率，m/h.当能量密度大于0.6kW/t 时，A按下式计算： 20 之 A=Ad(Ve/V) (21) 0 式中，Ac一能量密度为0.6kW时的钢渣接触面 0 10 15 20 积，Vc一能量密度为0.6kW/t时的气流速率.在 t/min 图2顶渣F0含量对脱硫的彩响 本模型中，为使计算简化，设喷粉过程中钢渣接 Fig.2 Effect of top slag FeO content on desulphurization 触面积为钢液表面断面积的12倍.假定渣静止 120 不动，直接用下式确定粉剂颗粒侧的传质系数： 100 ks =2Ds/dpy (22) 一1% 取Ds=9.5×10-10m2/s. 60 一一一2% 对特征直径为dp的粉剂颗粒球体，本研究 % 先以Stokes公式估算其在静止钢液内的上浮速 度U: 00 812 16 20 U,=(p1-pgdp1(18n） (23) t/min 图3初始渣量对脱硫的影响(wo-0.34%) 然后用兰兹公式Sh=2+0.60 Ren Sci,求出谢伍 Fig.3 Effect of original slag mass on desulphurization 德数Sh,再由kdp/Dn=Sh得出k.n为钢液的粘 120 度，参照文献[7]，取0.005Pas,Dm=4.36× 100 10°ms.在整个脱硫过程中，硫在粉剂颗粒与 一一一1% 80 钢液间的平衡分配系数L并非常数；对应于不 -0I/ % 一2% 同的粒度，粉剂的有效利用率也有不同的值.对 40 CaO-CaF,基粉剂，文献[7]给出下式： 20 W(s/Wis]=1 260-25WLOJ-75W(SIO3 (24)） 0 0 8121620 式(24)误差为±250，假定在脱硫过程中Ls,a t/min 一直保持为常数，并取Ls=680,0.3,p1= 图4初始渣量对脱硫的影响(o=8.0%) 7.2×10kgm3,p=3.2×10kg/m3m,可以计算简化. Fig.4 Effect of original slag mass on desulphurization 喷吹石灰基粉剂具有很好的脱硫效果，在相当 2 计算结果 短的时间内，即可使钢液达到所需的低硫或超 在设定的不同工况（顶渣量及其中(FeO)含 低硫水平；操作条件一定的情况下，初始硫含量 量、初始硫含量)用该模型进行了计算，得出图 越高，脱硫速率就越大，但在给定的处理时间内 14的结果 降至规定的硫含量所需的处理时间就越长，而 图1可以看到：在浸渍罩喷粉脱硫条件下， 且喷吹时间内(3~5min)无法满足对终点硫含量北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 ， 装人 废钢 试验 中脱硫剂粒度为 目 ， 喷枪插人深度为熔池深度距顶部 的 处 ， 喷吹气体压力保持在 ， 气体流量 耐爪 喷粉时不考虑温降 ， 取钢液温度平均为 在本模型计算 中 ， 硫在渣钢 间 的传质 系数 参 照 文 献 的 原 则 分 别 取 为丸 “ ， 棍 文献【 给出了不 同条件下反应面积的计算 公式 当气流速率大于 瓜 ， 能量密度低于 时 ， 接触面积用 下式计算 。 凡一 式 中 ， 钢包液面平静时的渣钢接触面积 ，时 一气流速率 ， 当能量密度大于 时 ，鸡按下式计算 玫 凡丫 ， 式 中 ， 一能量密度为 时的钢渣接触面 积 ， 一能量密度 为 时的气流速率 在 本模型 中 ， 为使计算简化 ， 设喷粉过程 中钢渣接 触面积为钢液表面断面积的 倍 假定渣静止 不动 ， 直接用下式确定粉剂颗粒侧 的传质系数 构 岁电 取 一 ’ ， 对特征直径 为 的粉剂颗粒球体 ， 本研究 先 以 公式估算其在静止钢液 内的上浮 速 度 环 环 切 一 坛助 即 然后用 兰 兹公式 日 “ 仍 ， 求 出谢伍 德数 ， 再 由标助心 泊 得 出临 叮为钢液的粘 度 ， 参 照 文 献 ， 取叮 ， 一， 刁 在整个脱硫过程 中 ， 硫在粉剂颗粒与 钢液间 的平衡分配 系数 并非常数 对应 于不 同的粒度 ， 粉剂 的有效利用率也有不 同的值 对 曰 基粉剂 ， 文献 给 出下式 尸 一 。 一 哟 。 式 误差为士 ， 假定在脱硫过程 中 ， 一 直 保 持 为 常 数 ， 并 取 声 ， · 沪 ， 山 闭 ， 可 以计算简化 －－ ‘ 一 … ‘ 动 一 亡尸一 ‘ 一 、 、 乙阮 ‘ 、 介 二呀瀚胜兰空些鲤 内 ︶︸ 月且困 ‘八︸ 甲、，︸ 刀 圈 初始硫含且对脱硫的影响 场 一 一一一一一一一一一一一一一一刁 无顶渣 刀 圈 顶涟 含 对脱硫的影响 份 且曰且 ‘， 甘 妞 田 ， ︸ ‘ 乏 甲畏。，巴 刀 图 初始渣 对脱硫的影响 价。 胎 俪 ’ 叮 一一 － 一 一 ‘ 一 。 一 兰 卜 ’ 、 卜 一－ ‘ 诬 卜 、 ‘ 、 薄 、 、 、 卜 、 、 、 、 刀 量 、 碎 计算结果 在设定 的不 同工况 顶渣量及其 中 含 初始硫含量 用该模 型 进行 了计算 ， 得 出 图 的结果 图 可 以 看到 在浸渍罩喷粉脱硫条件下 ， 图 初始渣 对脱硫的影响 畴。 月免 韶 喷吹石灰基粉剂具有很好 的脱硫效果 ， 在相 当 短 的 时间 内 ， 即可使钢液达到所需 的低硫或超 低硫水平 操作条件一定 的情况下 ， 初始硫含量 越高 ， 脱硫速率就越大 ， 但在给定 的处理时间内 降至规定 的硫含量所需 的处理时间就越长 ， 而 且喷吹时间 内 一 无法满足对终点硫含量