·1312· 工程科学学报，第37卷，第10期 砷时，钢液中砷的质量分数下降缓慢，脱砷率最低 0.005 (2)采用Ca0+CaF2脱砷时，Ca0的质量分数增 )4 加至65%时，脱砷率最高.之后随着Ca0的质量分数 升高脱砷率下降.CaC,+CaF,脱砷时，CaC,质量分数 0.003 在50%~60%之间时，脱砷效果最好.采用SiCa-Ba 合金+CF,脱砷时，随着脱砷剂配比的变化，脱砷效 0.002 果变化不大 0.001 (3)脱碑过程中采用CaC,脱砷的热力学驱动力 最高，Si-Ca-Ba合金次之，CaO最差.受不同实验因素 51015202530354045 影响，砷的传质系数出现不同程度的偏差.根据在 反应时间/min Ca0+Caf2、CaC2+Caf2和Si-Ca-Ba合金+CaF,热 图8炉次5钢液中硫的质量分数随时间变化 态实验脱砷过程结果，确定砷的传质系数范围为 Fig.8 Change of sulfur content with time in Heat 5 0.0144-0.2cms 0.006 (4)Ca0+Caf,脱砷反应中，前20min内硫下降 速率高于砷：CaC,+CaF2和Si-Ca-Ba合金+Caf2脱 0.005 砷反应中，前5min硫和砷同时急剧下降.Si-Ca-Ba 最0.004 合金+CaF,脱硫率高于CaC,+CaF2,脱砷率最高. 0.003 CaO+CaF2脱硫效果最差，脱砷率最低. 0.002 参考文献 0.001 [Melford D.Surface hot shortness in mild steel.J /ron Steel Inst, 1962,200(1):290 1015202530354045 Imai N,Komatsubara N,Kunishige K.Effect of Cu,Sn and Ni 反应时间min on hot workability of hot-rolled mild steel.IS//Int,1997,37 图9炉次8钢液中硫的质量分数随时间变化过程 (3):224 Fig.9 Change of sulfur content with time in Heat 8 B]Yao P H.Records of China's Iron Ore Deposits.Beijing:Metal- lurgical Industry Press,1993 对砷较低，因此钢液中的砷与其接触的概率升高，在保 (姚培慧.中国铁矿志.北京：治金工业出版社，1993) 证硫含量急剧下降的同时，砷也急剧下降.(2)在相同 [4]Fang J,Wang Z R,Zhang R X,et al.Study on the optimization 实验操作条件下，由表8可以看出，由于砷在CaC2+ of COREX process.J Unir Northeast Nat Sci,1995,16(3):293 CaF2和SiCa-Ba合金+CaF,中脱砷时影响传质因素 (方觉，王志荣，张瑞祥，等.COREX流程优化试验研究.东 北大学学报：自然科学版，1995,16(3)：293) 明显低于Ca0+CaF,脱碑，可以保证脱硫和脱砷同时 的 Chen B Q.Zhang R X,Zhou T S.COREX smelting reduction 进行得更彻底.基于以上两个原因，采用CaC2+CaF, ironmaking technology.Iron Steel,1998,33(2):10 和Si-Ca-Ba合金+CaF2进行脱砷处理时，可以将硫 (陈炳庆，张瑞样，周渝生.COREX熔融还原炼铁技术.钢 的质量分数降至较低程度的同时，保证较高的脱砷率； 铁，1998,33(2)：10) [6] Fu B.The Effect and Control Study of Tramp Elements in Steel 在采用SiCa-Ba合金+CaF,脱砷处理时，可以将硫 [Dissertation].Wuhan:University of Science and Technology 的质量分数降至比CaC2+CaF2更低的程度，因此其脱 Wuhan,2010 砷率也略高于CaC,+Caf,的脱砷效果.这说明在同 (付兵.钢中残余元素的影响及其控制研究[学位论文].武 等实验条件下，钢液中硫的质量分数越低，脱砷率就越 汉：武汉科技大学，2010) 能降至较低程度 [] Eisenhiittenleute V D.Slag Atlas.2nd Ed.Germany:Verlag Stahleisen GmbH,1995 3结论 Dong Y C,Shi Z P,Zhang L M,et al.Study on dearsenication of molten iron.Iron Steel,1984,19(9):1 (1)采用Ca0+CaF2、CaC2+Caf2和Si-Ca-Ba合 (董元能，施志平，张立民，等.铁水脱砷的研究.钢铁， 金+CaF,对钢液进行脱砷时，CaC,+CaF,和Si-Ca一 1984,19(9):1) [9]Wang J J,Luo L G,Li Z F,et al.A study on removal of arsenic Ba合金+CaF,脱砷率较高且脱砷速率最快.5min后 in steel.J Chin Rare Earth Soc,2010,28(Suppl)472 碑的质量分数降至最低，之后砷含量变化不明显.碑 (王建军，罗林根，李兆丰，等。钢水中残余元素一砷的脱除 的质量分数最低可降低0.024%.Ca0+CaF,熔渣脱 研究.中国稀土学报，2010,28（增刊）：472)工程科学学报，第 37 卷，第 10 期 图 8 炉次 5 钢液中硫的质量分数随时间变化 Fig． 8 Change of sulfur content with time in Heat 5 图 9 炉次 8 钢液中硫的质量分数随时间变化过程 Fig． 9 Change of sulfur content with time in Heat 8 对砷较低，因此钢液中的砷与其接触的概率升高，在保 证硫含量急剧下降的同时，砷也急剧下降． ( 2) 在相同 实验操作条件下，由表 8 可以看出，由于砷在 CaC2 + CaF2 和 Si--Ca--Ba 合金 + CaF2 中脱砷时影响传质因素 明显低于 CaO + CaF2 脱砷，可以保证脱硫和脱砷同时 进行得更彻底． 基于以上两个原因，采用 CaC2 + CaF2 和 Si--Ca--Ba 合金 + CaF2 进行脱砷处理时，可以将硫 的质量分数降至较低程度的同时，保证较高的脱砷率; 在采用 Si--Ca--Ba 合金 + CaF2 脱砷处理时，可以将硫 的质量分数降至比 CaC2 + CaF2 更低的程度，因此其脱 砷率也略高于 CaC2 + CaF2 的脱砷效果． 这说明在同 等实验条件下，钢液中硫的质量分数越低，脱砷率就越 能降至较低程度． 3 结论 ( 1) 采用 CaO + CaF2、CaC2 + CaF2 和 Si--Ca--Ba 合 金 + CaF2 对钢液进行脱砷时，CaC2 + CaF2 和 Si--Ca-- Ba 合金 + CaF2 脱砷率较高且脱砷速率最快． 5 min 后 砷的质量分数降至最低，之后砷含量变化不明显． 砷 的质量分数最低可降低 0. 024% ． CaO + CaF2 熔渣脱 砷时，钢液中砷的质量分数下降缓慢，脱砷率最低． ( 2) 采用 CaO + CaF2 脱砷时，CaO 的质量分数增 加至 65% 时，脱砷率最高． 之后随着 CaO 的质量分数 升高脱砷率下降． CaC2 + CaF2 脱砷时，CaC2 质量分数 在 50% ～ 60% 之间时，脱砷效果最好． 采用 Si--Ca--Ba 合金 + CaF2 脱砷时，随着脱砷剂配比的变化，脱砷效 果变化不大． ( 3) 脱砷过程中采用 CaC2 脱砷的热力学驱动力 最高，Si--Ca--Ba 合金次之，CaO 最差． 受不同实验因素 影响，砷的传质系数出现不同程度的偏差． 根 据 在 CaO + CaF2、CaC2 + CaF2 和 Si--Ca--Ba 合金 + CaF2 热 态实验 脱 砷 过 程 结 果，确 定 砷 的 传 质 系 数 范 围 为 0. 0144 ～ 0. 2 cm·s － 1 ． ( 4) CaO + CaF2 脱砷反应中，前 20 min 内硫下降 速率高于砷; CaC2 + CaF2 和 Si--Ca--Ba 合金 + CaF2 脱 砷反应中，前 5 min 硫和砷同时急剧下降． Si--Ca--Ba 合金 + CaF2 脱 硫 率 高 于 CaC2 + CaF2，脱 砷 率 最 高． CaO + CaF2 脱硫效果最差，脱砷率最低． 参 考 文 献 ［1］ Melford D． Surface hot shortness in mild steel． J Iron Steel Inst， 1962，200( 1) : 290 ［2］ Imai N，Komatsubara N，Kunishige K． Effect of Cu，Sn and Ni on hot workability of hot-rolled mild steel． ISIJ Int，1997，37 ( 3) : 224 ［3］ Yao P H． Ｒecords of China’s Iron Ore Deposits． Beijing: Metal￾lurgical Industry Press，1993 ( 姚培慧． 中国铁矿志． 北京: 冶金工业出版社，1993) ［4］ Fang J，Wang Z Ｒ，Zhang Ｒ X，et al． Study on the optimization of COＲEX process． J Univ Northeast Nat Sci，1995，16( 3) : 293 ( 方觉，王志荣，张瑞祥，等． COＲEX 流程优化试验研究． 东 北大学学报: 自然科学版，1995，16( 3) : 293) ［5］ Chen B Q，Zhang Ｒ X，Zhou T S． COＲEX smelting reduction ironmaking technology． Iron Steel，1998，33( 2) : 10 ( 陈炳庆，张瑞样，周渝生． COＲEX 熔融还原炼铁技术． 钢 铁，1998，33( 2) : 10) ［6］ Fu B． The Effect and Control Study of Tramp Elements in Steel ［Dissertation］． Wuhan: University of Science and Technology Wuhan，2010 ( 付兵． 钢中残余元素的影响及其控制研究［学位论文］． 武 汉: 武汉科技大学，2010) ［7］ Eisenhüttenleute V D． Slag Atlas． 2nd Ed． Germany: Verlag Stahleisen GmbH，1995 ［8］ Dong Y C，Shi Z P，Zhang L M，et al． Study on dearsenication of molten iron． Iron Steel，1984，19( 9) : 1 ( 董元 篪，施 志 平，张 立 民，等． 铁 水 脱 砷 的 研 究． 钢 铁， 1984，19( 9) : 1) ［9］ Wang J J，Luo L G，Li Z F，et al． A study on removal of arsenic in steel． J Chin Ｒare Earth Soc，2010，28( Suppl) : 472 ( 王建军，罗林根，李兆丰，等． 钢水中残余元素--砷的脱除 研究． 中国稀土学报，2010，28( 增刊) : 472) ·1312·