第6期 唐海燕等：钢液钙处理脱氧脱硫的动力学 ·695。 钙粒粒径较小时，利用率与钢液温度的关系不明显： 1.0 当粒径增加时，温度对其利用率的影响明显，温度越 0.9 高，利用率越高. 0.8 3.4钙粒在钢液中脱氧脱硫时的平均利用率 ◆1773K 37 ■一1823K 假设钢液温度为1823K钢液中的氧、硫质量 1873K 0.6 =1923 分数分别为0.0002%、0.012%，钢水包的深度为 0.5 3m,若使用的金属Ca粒的直径为d1~d2,则Ca .5 2.0 2.5 3.0 3.5 周体Ca颗粒直径八0'm 脱氧、脱硫时的平均利用率为： 图7钢液深度H=3m,W10=00002%和Ws=0012%时不 X- 1 ( d2-datd e xcdd. (25) 同温度下钙粒粒径与利用率的关系 Fig.7 Relationships betw een Ca particle size and Cu conversion rate 将式(24)代入上式得： under the condition of H=3 m.wo=0 0002%and w X- 1 -9493 0.012%at dfferent temperatures 1Q0157X10m9+ 。二8743 1.1 302013×10wgd,T 1.0 由上式计算可知：当Ca的直径小于0002m时， 0.9 X=100%.即Ca全部转化：当Ca的直径在0.002~ 0.8 ◆-%0-0.0002 0.003m时，X=84.4%:当Ca的直径在0.003~ 50.7 ■-601-0.0004 0.004m时，X=59.7%.由此可见，随着Ca粒直径 0.6 ±-【%0=0.0006 的增加，转化率降低. 05 2.0 2.5 3.0 固体Ca颗粒直径/10-3m 4结论 图8T=1823K,H=3m和Ws=0012%时不同氧含量下钙 (1)随着金属钙粒粒径的增大，钙脱氧、脱硫反 粒粒径与利用率的关系 应的传质系数均有所减小；在钙粒粒径一定时，传质 Fig.8 Relationships betw een Ca particle size and Cu conversion rate under the condition of T-1823K.H3m and ws-0.012%at 系数随温度的增加而增加. different oxygen contents (2)在一定的钢液深度下，钙的利用率随其粒 径的增加而减小，随钢液中氧、硫含量和温度的增加 而增加. 1.0 (3)钢液温度为1823K,硫质量分数为 0.8 0.012%,钢水的深度为3m,当Ca粒径小于0.002 盖06 m时，理论上Ca应该全部转化. 的 04 ◆-[%S-0.004 参考文献 0.2 ■-[9%S-0.006 ±-[%S]-0.008 [I]Liu X H.Han C J.Cai KK,et al.Castaliity of billet continuous 2.0 2.5 3.0 3.5 casting for low-carbon low silicon Al-killed steel.J Univ Sci 周体Ca颗粒直径/103m Technol Beijing,2005,27(4):431 (刘学华，韩传基，蔡开科，等.小方坯连铸低碳低硅铝镇静钢 图91=1823K.H=3m和w1g=0.0002%时不同疏含量下 可浇性.北京科技大学学报.2005.27(4)：431) 钙粒粒径与利用率的关系 Holappa L E K.Ladk injection metallurgy.Int Met Rev,1982. Fig.9 Relationships betw een Ca particle size and Cu conversion rate 27(2):53 under the condition of T-1823K.H=3m and wio=00002% [3 Holappa L Hihalinen M.Liukkonen M.c al.Thermodynamic at different sulfur contents examination of inclusion mod fication and precipitat ion fmm calci- um treatment to soi dfied steel.Ironmaking Steelmaking,2003. 加.当T=1823K、w19=0012%及钙粒直径为 30(2):111 L.8~3.1mm时，钙的利用率一般都大于65%.在 (下转第700页)图 7 钢液深度 H =3 m 、w [O] =0.000 2%和 w[S] =0.012%时不 同温度下钙粒粒径与利用率的关系 Fig.7 Relationships betw een Ca particle size and Cu conversion rate under the condition of H =3 m, w[ O] =0.000 2% and w[ S] = 0.012%at diff erent t emperatures 图 8 T =1 823 K、H =3 m 和 w[S] =0.012%时不同氧含量下钙 粒粒径与利用率的关系 Fig.8 Relationships betw een Ca particle size and Cu conversion rate under the condition of T =1 823K, H =3 m and w[ S] =0.012%at diff erent oxygen cont ents 图 9 T =1 823 K、H =3 m 和 w[ O] =0.000 2%时不同硫含量下 钙粒粒径与利用率的关系 Fig.9 Relationships betw een Ca particle size and Cu conversion rate under the condition of T =1 823K, H =3 m and w[ O] =0.000 2% at different sulfur cont ents 加 .当 T =1 823 K 、w[ S] =0.012 %及钙粒直径为 1.8 ～ 3.1 mm 时, 钙的利用率一般都大于 65 %.在 钙粒粒径较小时, 利用率与钢液温度的关系不明显; 当粒径增加时, 温度对其利用率的影响明显, 温度越 高, 利用率越高. 3.4 钙粒在钢液中脱氧脱硫时的平均利用率 假设钢液温度为 1 823 K, 钢液中的氧、硫质量 分数分别为 0.000 2 %、0.012 %, 钢水包的深度为 3 m, 若使用的金属 Ca 粒的直径为 d s1 ～ ds2, 则 Ca 脱氧、脱硫时的平均利用率为: X = 1 d s2 -ds1∫ d s2 d s1 X Cad ds ( 25) 将式( 24)代入上式得: X = 1 ds2-ds1∫ d s2 d s1 1 - 1 - 0.015 7×10 -949.3 T w[ S] + 302.013 ×10 -8 743 T w[ O] d -7 4 s T 5 12 3 dds, 由上式计算可知:当 Ca 的直径小于 0.002 m 时, X =100 %, 即 Ca 全部转化 ;当 Ca 的直径在0.002 ～ 0.003 m 时, X =84.4 %;当 Ca 的直径在 0.003 ～ 0.004 m 时, X =59.7 %.由此可见, 随着 Ca 粒直径 的增加, 转化率降低. 4 结论 ( 1) 随着金属钙粒粒径的增大, 钙脱氧、脱硫反 应的传质系数均有所减小;在钙粒粒径一定时, 传质 系数随温度的增加而增加. ( 2) 在一定的钢液深度下, 钙的利用率随其粒 径的增加而减小, 随钢液中氧、硫含量和温度的增加 而增加 . ( 3) 钢 液温 度为 1 823 K, 硫质 量 分数 为 0.012 %, 钢水的深度为 3 m, 当 Ca 粒径小于 0.002 m 时, 理论上Ca 应该全部转化. 参 考 文 献 [ 1] Liu X H, Han C J, Cai K K, et al.C astability of billet continuous casting for low-carbon low silicon Al-killed st eel.J Uni v Sci Technol Beijing , 2005, 27( 4) :431 ( 刘学华, 韩传基, 蔡开科, 等.小方坯连铸低碳低硅铝镇静钢 可浇性.北京科技大学学报, 2005, 27( 4) :431) [ 2] Holappa L E K .Ladle injection met allurgy.Int Met Rev, 1982, 27( 2) :53 [ 3] Holappa L, Hihalinen M, Liukkonen M, et al.T hermodynamic examination of inclusion modification and precipit ation from calci￾um treatment to solidified st eel.Ironmaking S teelmaking , 2003, 30( 2) :111 ( 下转第 700 页) 第 6 期 唐海燕等:钢液钙处理脱氧脱硫的动力学 · 695 ·