李文博等：不同钙合金对钢液脱砷作用的实验研究 491 此脱砷效果相对不理想.而初始砷含量的下降，造成 可以得出加入钢液中的有效C量.同样也可以得出 所有脱砷剂的脱砷率都有所降低则是由于As含量减 高碑含量采用纯Ca线脱砷时，纯Ca线的加入量与加 少后，与钢液中的[C]接触的几率降低所导致. 入到钢液中的有效Ca量.SiCa-Ba合金为颗粒状没 2.5脱砷过程有效钙利用率分析 有铁皮包裹，因此可以直接得出Si-Ca-Ba合金的加入 为了研究脱砷过程中钙的有效利用情况，选取高 量和加入钢液中有效Ca量.相关计算结果如表7所 砷质量分数范围内(0.084%~0.097%)精炼渣+Ca- 示，加入量和有效Ca量如图9所示.从图9可以看 Al线、精炼渣+纯Ca线和精炼渣+Si-Ca-Ba合金为 出，在钢液质量相差不大的前提下，由于纯Ca线中Ca 检测对象（即炉次1~9）.从图2中可以看出，钢液中 质量分数最高（约97%），因此加入钢液中有效Ca含 脱砷反应在5min左右基本完成，并达到最低含量.因 量也最高 此挑选热态实验5min试样进行S、As和Ca的检测，针 表6脱砷剂相关物理性质 对所添加的脱砷剂本身物理性质，计算出实际添加C Table 6 Physical properties of dearsenization agents 量.所添加脱砷剂相关物理性质如表6所示. Ca质量分 整体质量/ 芯部质量/ 合金 在高砷含量范围内，采用Ca-Al线进行热态脱砷 数1% (g'm-1) (g'm-1) 时，由于Ca一Al线外部采用铁皮包裹，芯部为Ca一Al合 Ca-A线 55 275 95 金，因此脱砷剂中的Ca含量实际为芯部Ca含量.根 纯Ca线 9> 206 据表6中Ca系合金物理性质，依据Ca一Al线加入量， 表7热态实验相关计算结果 Table 7 Related calculation results of heat experiments 脱砷剂加 加入 与As反应 与S反应 炉次 脱砷剂 [%A5] [%As] [9%s] [%s] [%Ca] 入量/% Ca量/g Ca量/g Ca量/g 1 Ca-Al线 个 0.089 0.0096 0.0052 0.0005 0.0085 14.63 0.3264 0.03010 2 Ca-Al线 10 0.087 0.0310 0.0040 0.0005 0.0073 9.530 0.2248 0.02180 3 Ca-Al线 J 0.091 0.0590 0.0042 0.0004 0.0029 5.747 0.1500 0.02875 4 SiCa-Ba合金 15 0.089 0.0071 0.0047 0.0009 0.0200 14.15 0.3811 0.02760 Si-Ca-Ba合金 10 0.088 0.0180 0.0050 0.0006 0.0110 7.810 0.2699 0.02650 6 Si-Ca-Ba合金 5 0.091 0.0630 0.0055 0.0010 0.0047 4.210 0.1168 0.02440 > 纯Ca线 15 0.093 0.0035 0.0052 0.0017 0.0160 20.79 0.3164 0.01930 8 纯Ca线 10 0.092 0.0140 0.0051 0.0011 0.0120 13.51 0.2673 0.02130 9 纯Ca线 0.088 0.0510 0.0052 0.0009 0.0039 7.080 0.1377 0.02425 22 加入钢液中有效Ca量，可以进一步得出加入钢液中 20 。-Ca-Al线 Ca的利用情况，根据初始S和As含量变化可以算出 18 ◆纯C线 -Si-Ca-Ba合金 用于脱砷与脱硫的C量，如表7所示.在高砷含量 16 下各脱砷剂中用于脱砷、脱硫和溶解在钢液中C量 14 的比例如表8所示.根据表8，各Ca系合金溶解于钢 液中Ca量所占比例变化如图10所示.从图10中可 10 以看出，采用不同Ca系合金进行热态脱碑，随着脱 砷剂加入量增大，各Ca系合金溶解于钢液中Ca的 比例总体相差不大，其中Si-Ca-Ba合金在钢液中溶 解Ca含量明显高于Ca-Al线和纯Ca线.而从图l0 5678910111213141516 可以看出Si-Ca-Ba合金加入到钢液中有效Ca量明 脱砷剂加入量/修 显低于Ca一Al线和纯Ca线.因此可以推断，在进行 图9脱砷剂加入量与加入到钢液中有效Ca量关系 Fig.9 Relation between the addition of dearsenization agent and the 脱砷实验时，尽管钢液中溶解Ca量占加入钢液中 effective amount of Ca Ca量比例相差不大，但客观上随着Ca系合金加入 量的增加，溶解到钢液中Ca量是增多的.因此在 根据试样中已经测得的S、As和Ca含量并结合 搅拌钢液的辅助条件下，钢液中溶解C有更高的李文博等: 不同钙合金对钢液脱砷作用的实验研究 此脱砷效果相对不理想． 而初始砷含量的下降，造成 所有脱砷剂的脱砷率都有所降低则是由于 As 含量减 少后，与钢液中的［Ca］接触的几率降低所导致． 2. 5 脱砷过程有效钙利用率分析 为了研究脱砷过程中钙的有效利用情况，选取高 砷质量分数范围内( 0. 084% ～ 0. 097% ) 精炼渣 + Ca-- Al 线、精炼渣 + 纯 Ca 线和精炼渣 + Si--Ca--Ba 合金为 检测对象( 即炉次 1 ～ 9) ． 从图 2 中可以看出，钢液中 脱砷反应在 5 min 左右基本完成，并达到最低含量． 因 此挑选热态实验 5 min 试样进行 S、As 和 Ca 的检测，针 对所添加的脱砷剂本身物理性质，计算出实际添加 Ca 量． 所添加脱砷剂相关物理性质如表 6 所示． 在高砷含量范围内，采用 Ca--Al 线进行热态脱砷 时，由于 Ca--Al 线外部采用铁皮包裹，芯部为 Ca--Al 合 金，因此脱砷剂中的 Ca 含量实际为芯部 Ca 含量． 根 据表 6 中 Ca 系合金物理性质，依据 Ca--Al 线加入量， 可以得出加入钢液中的有效 Ca 量． 同样也可以得出 高砷含量采用纯 Ca 线脱砷时，纯 Ca 线的加入量与加 入到钢液中的有效 Ca 量． Si--Ca--Ba 合金为颗粒状没 有铁皮包裹，因此可以直接得出 Si--Ca--Ba 合金的加入 量和加入钢液中有效 Ca 量． 相关计算结果如表 7 所 示，加入量和有效 Ca 量如图 9 所示． 从图 9 可以看 出，在钢液质量相差不大的前提下，由于纯 Ca 线中 Ca 质量分数最高( 约 97% ) ，因此加入钢液中有效 Ca 含 量也最高． 表 6 脱砷剂相关物理性质 Table 6 Physical properties of dearsenization agents 合金 Ca 质量分 数/% 整体质量/ ( g·m － 1 ) 芯部质量/ ( g·m － 1 ) Ca--Al 线 55 275 95 纯 Ca 线 97 206 67 表 7 热态实验相关计算结果 Table 7 Ｒelated calculation results of heat experiments 炉次 脱砷剂 脱砷剂加 入量/% ［% As0］ ［% Asf ］ ［% S0］ ［% Sf ］ ［% Ca］ 加入 Ca 量/g 与 As 反应 Ca 量/g 与 S 反应 Ca 量/g 1 Ca--Al 线 15 0. 089 0. 0096 0. 0052 0. 0005 0. 0085 14. 63 0. 3264 0. 03010 2 Ca--Al 线 10 0. 087 0. 0310 0. 0040 0. 0005 0. 0073 9. 530 0. 2248 0. 02180 3 Ca--Al 线 5 0. 091 0. 0590 0. 0042 0. 0004 0. 0029 5. 747 0. 1500 0. 02875 4 Si--Ca--Ba 合金 15 0. 089 0. 0071 0. 0047 0. 0009 0. 0200 14. 15 0. 3811 0. 02760 5 Si--Ca--Ba 合金 10 0. 088 0. 0180 0. 0050 0. 0006 0. 0110 7. 810 0. 2699 0. 02650 6 Si--Ca--Ba 合金 5 0. 091 0. 0630 0. 0055 0. 0010 0. 0047 4. 210 0. 1168 0. 02440 7 纯 Ca 线 15 0. 093 0. 0035 0. 0052 0. 0017 0. 0160 20. 79 0. 3164 0. 01930 8 纯 Ca 线 10 0. 092 0. 0140 0. 0051 0. 0011 0. 0120 13. 51 0. 2673 0. 02130 9 纯 Ca 线 5 0. 088 0. 0510 0. 0052 0. 0009 0. 0039 7. 080 0. 1377 0. 02425 图 9 脱砷剂加入量与加入到钢液中有效 Ca 量关系 Fig． 9 Ｒelation between the addition of dearsenization agent and the effective amount of Ca 根据试样中已经测得的 S、As 和 Ca 含量并结合 加入钢液中有效 Ca 量，可以进一步得出加入钢液中 Ca 的利用情况，根据初始 S 和 As 含量变化可以算出 用于脱砷与脱硫的 Ca 量，如表 7 所示． 在高砷含量 下各脱砷剂中用于脱砷、脱硫和溶解在钢液中 Ca 量 的比例如表 8 所示． 根据表 8，各 Ca 系合金溶解于钢 液中 Ca 量所占比例变化如图 10 所示． 从图 10 中可 以看出，采用不同 Ca 系合金进行热态脱砷，随着脱 砷剂加入量增大，各 Ca 系合金溶解于钢液中 Ca 的 比例总体相差不大，其中 Si--Ca--Ba 合金在钢液中溶 解 Ca 含量明显高于 Ca--Al 线和纯 Ca 线． 而从图 10 可以看出 Si--Ca--Ba 合金加入到钢液中有效 Ca 量明 显低于 Ca--Al 线和纯 Ca 线． 因此可以推断，在进行 脱砷实验时，尽管钢液中溶解 Ca 量 占 加 入 钢 液 中 Ca 量比例相差不大，但 客 观 上 随 着 Ca 系 合 金 加 入 量的增加，溶 解 到 钢 液 中 Ca 量 是 增 多 的． 因 此 在 搅拌钢液的 辅 助 条 件 下，钢 液 中 溶 解 Ca 有 更 高 的 · 194 ·