·284· 北京科技大学学报 1997年第3期 表1中△W表示第2个钢样中氮量的增加值，△W表示第2个渣样中氨量的减少值.可以 看出二者并不相等.当△W一△W为正值时，表明渣中氮除进人钢液外，还有一部分进人了气 相（气相P低时）：当△W,一△W为负值时，表明气相中一部分氮通过渣层进入了钢液（气相 P高时). 3.2渣一钢间氨的传质系数 氮反应的控速应由两部分构成：一部分是氨在渣中的传质，另一部分是氮在钢液中的传 质在渣中，其物质流J为： J=B.(C,-C) (1) 式(I)中，阝，为氮在渣中的传质系数(cm/s);C,为渣内部的氮浓度(g/cm);C为渣一钢界面 处渣侧氮浓度(g/cm). 同样在钢液中物质流J为： J=Bm(Cm-Cin) (2) 稳态时二者应相等，即： J=-J贺 (3) 同时在渣一钢界面处氨浓度存在一个分配平衡： =是 (4) 式(4)中h是氮的浓度以质量浓度(gCm)表示的氨的分配比. 将式(1)~式(4)式合并可得到氨的物质流J为： +9 (5) f,·hfm 如果渣和钢液中氨的总质量保持不变，则渣中氨的浓度C,可通过钢液中氮浓度的变化 △Cm乘以钢液体积V,与渣体积V之比来表示：C=(△Cm)'m/',然而，由于氮也向气相中散 失，故必须采用实验所确定的渣中氮浓度值.用钢液中质量分数表示时，式(5)可改写为： dw'tN)dr (4p8o/w)[(WIN)-W(N P)] (6) 式⑥中，A,=11京+ p为钢液密度(g/cm); W为钢液质量(g): A为界面面积(cm); P为用质量分数表示的氮的分配因数； P。为总传质系数(cm/s). 式(6)反映了氮的传质速率与驱动力之间的关系.以驱动力("N/P-W)为横坐标，速 率dw@!为纵坐标作图可得一直线，由直线斜率p邮。/W可求得氮的总传质系数B。,以图1 中实验54为例，其回归分析结果如图4所示，所得B。=1.62×10-4cm/s. 将4组实验所得氨的总传质系数P。与气相中氮分压P、的关系绘于图5.· · 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 表 中 △叫表 示 第 个钢样 中氮量 的增 加值 ， △次 表示第 个渣样 中氮量 的减少值 可 以 看 出二 者 并 不相 等 · 当 △ 城一 △川为正值 时 ， 表 明渣 中氮 除进入 钢液外 ， 还有 一部分进人 了气 相 气 相 气 ， 低 时 当 △次一 △川为 负值 时 ， 表 明气相 中一部 分 氮通 过 渣层 进人 了钢 液 气相 气 高 时 渣 一 钢 间氮 的传质 系数 氮 反 应 的控 速 应 由两 部分 构 成 一 部 分 是 氮 在渣 中的传 质 ， 另 一 部 分 是 氮在钢液 中的传 质 在 渣 中 ， 其物质 流 孙为 礼 月 一 魂 式 中 ， 户 、 为氮 在渣 中的传质 系数 为渣 内部 的氮浓度 叹为渣一钢界 面 处渣 侧氮浓 度 同样在 钢液 中物质流 罚为 男 声 一 功 稳 态 时二 者应相 等 ， 即 礼二 一 罚 同时在渣一钢界 面处氮浓 度 存在 一 个分 配平衡 二于 益 式 中 是 氮 的浓 度 以 质量 浓度 ， 表示 的氮 的分 配 比 将式 一 式 式 合并 可 得 到 氮 的物质流 人为 、 ， － ， 一 二二 囚 、 ” ‘ 下丁 丁 十 下犷 户 儿 如 果 渣 和 钢 液 中氮 的总 质 量 保持 不 变 ， 则渣 中氮 的浓 度 可 通 过钢 液 中氮浓度 的变 化 △喘乘 以 钢液 体积 蛛 与渣 体积 代之 比来 表示 △ 代 ， 然而 ， 由于 氮也 向气相 中散 失 ， 故 必 须 采 用 实验 所 确 定 的渣 中氮浓度值 用 钢液 中质 量分数表示 时 ， 式 可改写 为 一 ” ， 一 巾月 。 哟 一 均 式 ‘ ，电声 。 一 “ 啸 分 为钢液 密度 为钢液 质量 月 为界 面 面 积 尸 为用 质 量 分 数表示 的氮 的分 配 因数 声 。 为总传质 系数 式 反 映 了氮 的传质速率与驱 动力 之 间 的关系 · 以 驱 动力 叭 尸 一 囚 为横 坐 标 ， 速 率 〔 为纵 坐 标作 图可得 一 直 线 ， 由直 线斜率 巾声 。 附可 求得 氮 的总传质 系数 声 。 · 以 图 中实验 为例 ， 其 回 归分 析结果 如 图 所示 ， 所得 月 。 二 一 “ · 将 组 实验所 得 氮 的总传质 系数 声 。 与气相 中氮分压 氏 ， 的关系绘 于 图