·70 北京科技大学学报 第33卷 炼中期碳氧反应激烈进行，渣成分进人C,S+L多 按式(3)，当碳质量分数为3.0%~2.6%，底吹 相区，氧化铁含量和渣的流动反应性降低，脱磷效 强度为0.05m3·min-1t-1,温度为1380℃，碱度为 率不高 2.5,炉渣T(Fe)质量分数为14%时，[P]质量分数≤ 吹炼后期，渣成分落入C$区域附近，液相成分 0.01%.当碳质量分数降到0.5%时，达到同样脱磷 位于Ca0和C2S同时饱和的E点，由于获得了均匀 水平，需要降低钢液温度，提高碱度和炉渣T(F©)含 适当的碱度和氧化性，磷质量分数降到0.010% 量，钢中碳含量和气泡贯穿熔池的搅拌作用不宜忽 以下. 略 0 2.5氧化脱磷的速率 大100 考虑环境回磷的脱磷净反应速率用下式表示： 20 80 (Sio d(P]=kd (P]-[P].) dt (4) Ca0质量分数 % P 60 60 质量分数% [P]=a/kp 式中，[P]为质量分数：1为时间，s,k,为脱磷表观速 40 率常数，s:《为回磷速率，%·s.下标∞表示表 220 20 观平衡. N10%MeO 图6是脱碳过程磷的氧化速率和阶段特征.脱 100 0 磷表观速率常数为0.0052s-1,表观平衡质量分数 40 60 电 100 Fe0质量分数/% 为0.007%，平均回磷速率0.36×10-6s1 图4转炉吹炼中炉渣成分的演变 50 0.10 Fig.4 Evolution of slag components in converter blowing 45月 0.09 4.0 0.08 2.4磷分配比 3.5 0.07 3.0 [P] 渣钢平衡磷分配比的评估可采用经典的Healy o. 0.06 2.5 0.05 平衡式，用转炉数据建立了以下实际磷分配比公式： 三2.0 K0.G052 004三 lg(P)/P」=5984.38/T+0.25R+ 1.5… 0.03 1.0 2 0.02 1.091lgT(Fe)+0.084[C]+1.95Vo,V/H-3.81 05 0.01 (3) 0 0 200 400 600 800 10001200 式中：T是温度，K:R=(CaO)(Si02),碱度[C]是 计g 钢液中碳质量分数：T(F)是炉渣全铁质量分数； 图6脱碳期间磷含量与时间的关系 Vo,是顶吹氧强度，m3·mint；V是底吹惰性气 Fig.6 Relation between phosphorus content and time during decar- 体强度，m3min-t-;H是顶吹枪位，m. burization 图5比较了实际磷分配比式(3)和Healy平衡 图7是吹炼过程底吹强度V对脱磷速率的影 式，实际过程脱磷反应尚未达到平衡 响.为加速石灰溶解，发挥渣的碱性作用，吹炼前期 6r 需要更高的底吹流量，如0.12m3·min-1t-1.吹炼 后期温度进一步升高、碳氧反应减弱，适当调高底吹 能量可加强金属液滴在渣中乳化，一个适合脱磷的 llealy M 底吹强度在0.07m3min1t附近. a444 1 2.6熔池的氧化特性 06动⊙0吗m(3) 文献[12]用式(5)定义了氧化特性指标： Qox (5) 1.0 1.5 2.0 2.5 BOC=(W/t)[C] 1gLv来 考虑CO分压的影响，本文用下式来表述熔池 图5磷分配比实测值和计算值的比较 的氧化特性： Fig.5 Comparison of phosphorus distribution ratio between the meas. [FC =BVo,[C] ured and calculated values (6) B=(Pco/P)t.北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 炼中期碳氧反应激烈进行，渣成分进入 C2 S + L 多 相区，氧化铁含量和渣的流动反应性降低，脱磷效 率不高． 吹炼后期，渣成分落入 C3 S 区域附近，液相成分 位于 CaO 和 C2 S 同时饱和的 E 点，由于获得了均匀 适当的碱度和氧化性，磷质量分数降到 0. 010% 以下． 图 4 转炉吹炼中炉渣成分的演变 Fig． 4 Evolution of slag components in converter blowing 2. 4 磷分配比 渣钢平衡磷分配比的评估可采用经典的 Healy 平衡式，用转炉数据建立了以下实际磷分配比公式: lg( P) /［P］= 5 984. 38 /T + 0. 25R + 1. 09lgT( Fe) + 0. 084［C］+ 1. 95VO2 Vb /H － 3. 81 ( 3) 式中: T 是温度，K; R = ( CaO) /( SiO2 ) ，碱度; ［C］是 钢液中碳质量分数; T( Fe) 是炉渣全铁质量分数; VO2是顶吹氧强度，m3 ·min － 1 ·t － 1 ; Vb是底吹惰性气 体强度，m3 ·min － 1 ·t － 1 ; H 是顶吹枪位，m． 图 5 磷分配比实测值和计算值的比较 Fig． 5 Comparison of phosphorus distribution ratio between the meas￾ured and calculated values 图 5 比较了实际磷分配比式( 3) 和 Healy 平衡 式，实际过程脱磷反应尚未达到平衡． 按式( 3) ，当碳质量分数为 3. 0% ～ 2. 6% ，底吹 强度为 0. 05 m3 ·min － 1 ·t － 1 ，温度为 1 380 ℃，碱度为 2. 5，炉渣 T( Fe) 质量分数为 14% 时，［P］质量分数≤ 0. 01% ． 当碳质量分数降到 0. 5% 时，达到同样脱磷 水平，需要降低钢液温度，提高碱度和炉渣 T( Fe) 含 量，钢中碳含量和气泡贯穿熔池的搅拌作用不宜忽 略． 2. 5 氧化脱磷的速率 考虑环境回磷的脱磷净反应速率用下式表示: － d［P］ dt = kP( ［P］－［P］∞ ) ［P］∞ = α/k { P ( 4) 式中，［P］为质量分数; t 为时间，s，kp为脱磷表观速 率常数，s － 1 ; α 为回磷速率，%·s － 1 ． 下标∞ 表示表 观平衡． 图 6 是脱碳过程磷的氧化速率和阶段特征． 脱 磷表观速率常数为 0. 005 2 s － 1 ，表观平衡质量分数 为 0. 007% ，平均回磷速率 0. 36 × 10 － 6 s － 1 ． 图 6 脱碳期间磷含量与时间的关系 Fig． 6 Relation between phosphorus content and time during decar￾burization 图 7 是吹炼过程底吹强度 Vb对脱磷速率的影 响． 为加速石灰溶解，发挥渣的碱性作用，吹炼前期 需要更高的底吹流量，如 0. 12 m3 ·min － 1 ·t － 1 ． 吹炼 后期温度进一步升高、碳氧反应减弱，适当调高底吹 能量可加强金属液滴在渣中乳化，一个适合脱磷的 底吹强度在 0. 07 m3 ·min － 1 ·t － 1 附近． 2. 6 熔池的氧化特性 文献［12］用式( 5) 定义了氧化特性指标: BOC = QO2 ( W/ts ) ［C］ ( 5) 考虑 CO 分压的影响，本文用下式来表述熔池 的氧化特性: FC = β·VO2 /［C］ β = ( PCO /P— { )·ts ( 6) ·70·