D0I:10.13374/i.i8sm1001t53.2011.08.015 第33卷第9期 北京科技大学学报 Vol 33 No 9 2011年9月 Journal of Un iversity of Science and Technology Beijing Sep 2011 CaO-SiO2Mg0-AIl2O3炼铁渣系硫化物容量的热 力学模型 张盟)郭汉杰)丁汝才)王效东)史成斌)杨学民* 1)北京科技大学冶金与生态工程学院，北京1000832)中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京100190 3)首钢秦皇岛金属材料有限公司，素皇岛066326 *通信作者，Email yangom7l@hane ipe ao cn 摘要基于炉渣离子分子共存理论(MCT)建立了C0SD,M0-AbO3炼铁渣系的硫化物容量预报模型，即MCT-C2- 模型，比较了该渣系1773K时实测的硫化物容量、MCT~C2-模型预报的硫化物容量及其他五种硫化物容量模型的计算结 果.结果表明，由MCT-C2-模型预报的1773K时C0SD2Mg0-AbO3炼铁渣系的硫化物容量更精确.本文建立的MCT- C2-模型不仅可计算该渣系的总硫化物容量，而且可计算该渣系中自由C0和M0各自的硫化物容量：1773K时C0~ S02Mg0-Ak0s炼铁渣系中Ab05质量分数由10%增加到17%，Ca0质量分数由38%增加到44%，M0质量分数由12% 降低到4%可使自由C0对该渣系的总硫化物容量贡献率由97%提高到99%，同时使自由M0的贡献率由%降低到1%. 关键词炼铁；渣系：硫化物：碱性氧化物：脱硫：热力学模型 分类号TF512 Them odynam ic m odel of sulph ide capacity in Cao S02 M go AkO3 ironm ak- ing slags ZHANG M eng,GUO Han jie),DNG Ru-ca,WANG Xiao-dong,SHI Chengbin2),YANG Xuem in) 1)School ofMetallugical and Ecobgical Engineering University of Science and Technology Beijng Beijng 100083 China 2)State Key Lab ofMultiphase Complex Systems Institute of Pmcess Engneering Chinese Academy of Sciences Beijing 100190 China 3)Shougang Q inhuangdao Metal Malerial Co Ld,Q inhuangdao 066326.Chna *Corresponding author Email yangm7l@hane pe ao cn ABSTRACT A prediction model of sulphide capacity in CaoSDz MgOAkOs slag systems was developed based on the ion and mol ecule coexistence theory (MCT)of slags i e,MCTC2-model The predicted sulphide capacity by the MCTC2-model was compared w ith the measured one from experients and the predicted one by other five prediction models of sulphide capacity The pre- dicted sulphidle capacity of CaoSD MgOAO slags at 1773K by the deve loped MCTC 2-model has a higher accumcy than the measured one as well as the predicted one by other sulphile capacity models The devebped MCTC2-model can calculate not only the total sulphide capacity of the slags but also the respective sulphile capacity of free Cao and Mgo in the slags Increasing the AOs content from 10%to 17%.increasing the Cao content from 38%to44%and decreasing the Mgo content from 12 to4%can in- prove the contribution ratio of free Cao frm 97%to 99%and decrease the contribution ratio of free Mgo from 3 to about1%to the total sulphide capacity of Cao SD2 MgoAkOs slags KEY WORDS irmmaking slag systems sulphiles basic oxdes desulphurization:themodynam ic models 硫化物容量是表征炉渣脱硫能力的重要参数， Sanmerville提出的S-S模型)、Young模型[)、 自R icharson和Finchan提出炉渣硫化物容量概 Redd模型和KTH模型-8).然而，通过实验比 念以来，已建立的硫化物容量模型有Sosinsky和 较，有的研究者I9-认为，Young模型和Redd模 收稿日期：2010-11-11第 33卷 第 9期 2011年 9月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．33Ｎｏ．9 Ｓｅｐ．2011 ＣａＯ--ＳｉＯ2--ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3炼铁渣系硫化物容量的热 力学模型 张 盟 1‚2） 郭汉杰 1） 丁汝才 3） 王效东 3） 史成斌 1‚2） 杨学民 2）* 1） 北京科技大学冶金与生态工程学院‚北京 100083 2） 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室‚北京 100190 3） 首钢秦皇岛金属材料有限公司‚秦皇岛 066326 * 通信作者‚Ｅ-ｍａｉｌ：ｙａｎｇｘｍ71＠ｈｏｍｅ．ｉｐｅ．ａｃ．ｃｎ 摘 要 基于炉渣离子--分子共存理论 （ＩＭＣＴ）建立了 ＣａＯ--ＳｉＯ2--ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3炼铁渣系的硫化物容量预报模型‚即 ＩＭＣＴ--ＣＳ2－ 模型‚比较了该渣系 1773Ｋ时实测的硫化物容量、ＩＭＣＴ--ＣＳ2－模型预报的硫化物容量及其他五种硫化物容量模型的计算结 果．结果表明‚由 ＩＭＣＴ--ＣＳ2－模型预报的 1773Ｋ时ＣａＯ--ＳｉＯ2--ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3炼铁渣系的硫化物容量更精确．本文建立的 ＩＭＣＴ-- ＣＳ2－模型不仅可计算该渣系的总硫化物容量‚而且可计算该渣系中自由 ＣａＯ和 ＭｇＯ各自的硫化物容量．1773Ｋ时 ＣａＯ-- ＳｉＯ2--ＭｇＯ--Ａｌ2Ｏ3炼铁渣系中 Ａｌ2Ｏ3质量分数由 10％增加到 17％‚ＣａＯ质量分数由 38％增加到 44％‚ＭｇＯ质量分数由 12％ 降低到 4％可使自由 ＣａＯ对该渣系的总硫化物容量贡献率由 97％提高到 99％‚同时使自由 ＭｇＯ的贡献率由 3％降低到 1％． 关键词 炼铁；渣系；硫化物；碱性氧化物；脱硫；热力学模型 分类号 ＴＦ512 ＴｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｏｆｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙｉｎＣａＯ-ＳｉＯ2-ＭｇＯ-Ａｌ2Ｏ3 ｉｒｏｎｍａｋ- ｉｎｇｓｌａｇｓ ＺＨＡＮＧＭｅｎｇ 1‚2）‚ＧＵＯＨａｎ-ｊｉｅ 1）‚ＤＩＮＧＲｕ-ｃａｉ 3）‚ＷＡＮＧＸｉａｏ-ｄｏｎｇ 3）‚ＳＨＩＣｈｅｎｇ-ｂｉｎ 1‚2）‚ＹＡＮＧＸｕｅ-ｍｉｎ 2）* 1） ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ‚ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ‚Ｂｅｉｊｉｎｇ100083‚Ｃｈｉｎａ 2） ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｆＭｕｌｔｉｐｈａｓｅＣｏｍｐｌｅｘＳｙｓｔｅｍｓ‚ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｒｏｃｅｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ‚ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ‚Ｂｅｉｊｉｎｇ100190‚Ｃｈｉｎａ 3） ＳｈｏｕｇａｎｇＱｉｎｈｕａｎｇｄａｏＭｅｔａｌＭａｔｅｒｉａｌＣｏ．Ｌｔｄ．‚Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ066326‚Ｃｈｉｎａ * Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ‚Ｅ-ｍａｉｌ：ｙａｎｇｘｍ71＠ｈｏｍｅ．ｉｐｅ．ａｃ．ｃｎ ＡＢＳＴＲＡＣＴ ＡｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙｉｎＣａＯ-ＳｉＯ2-ＭｇＯ-Ａｌ2Ｏ3ｓｌａｇｓｙｓｔｅｍｓｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｏｎａｎｄｍｏｌ- ｅｃｕｌｅｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅｔｈｅｏｒｙ（ＩＭＣＴ） ｏｆｓｌａｇｓ‚ｉ．ｅ．‚ＩＭＣＴ-ＣＳ2－ ｍｏｄｅｌ．ＴｈｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙｂｙｔｈｅＩＭＣＴ-ＣＳ2－ ｍｏｄｅｌｗａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｏｎｅｆｒｏｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｏｎｅｂｙｏｔｈｅｒｆｉｖｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｏｆｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙ．Ｔｈｅｐｒｅ- ｄｉｃｔｅｄｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆＣａＯ-ＳｉＯ2-ＭｇＯ-Ａｌ2Ｏ3ｓｌａｇｓａｔ1773ＫｂｙｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄＩＭＣＴ-ＣＳ2－ ｍｏｄｅｌｈａｓａｈｉｇｈｅｒａｃｃｕｒａｃｙｔｈａｎｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄｏｎｅａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｏｎｅｂｙｏｔｈｅｒｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙｍｏｄｅｌｓ．ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄＩＭＣＴ-ＣＳ2－ ｍｏｄｅｌｃａｎｃａｌｃｕｌａｔｅｎｏｔｏｎｌｙ ｔｈｅｔｏｔａｌｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｓｌａｇｓｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｆｒｅｅＣａＯａｎｄＭｇＯｉｎｔｈｅｓｌａｇｓ．ＩｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅＡｌ2Ｏ3 ｃｏｎｔｅｎｔｆｒｏｍ10％ ｔｏ17％‚ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅＣａＯｃｏｎｔｅｎｔｆｒｏｍ38％ ｔｏ44％ ａｎｄｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅＭｇＯｃｏｎｔｅｎｔｆｒｏｍ12％ ｔｏ4％ ｃａｎｉｍ- ｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｆｒｅｅＣａＯｆｒｏｍ97％ ｔｏ99％ ａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｆｒｅｅＭｇＯｆｒｏｍ3％ ｔｏａｂｏｕｔ1％ ｔｏｔｈｅ ｔｏｔａｌｓｕｌｐｈｉｄｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆＣａＯ-ＳｉＯ2-ＭｇＯ-Ａｌ2Ｏ3ｓｌａｇｓ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｉｒｏｎｍａｋｉｎｇ；ｓｌａｇｓｙｓｔｅｍｓ；ｓｕｌｐｈｉｄｅｓ；ｂａｓｉｃｏｘｉｄｅｓ；ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ；ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｓ 收稿日期：2010--11--11 硫化物容量是表征炉渣脱硫能力的重要参数‚ 自 Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ和 Ｆｉｎｃｈａｍ ［1］提出炉渣硫化物容量概 念以来‚已建立的硫化物容量模型有 Ｓｏｓｉｎｓｋｙ和 Ｓｏｍｍｅｒｖｉｌｌｅ提出的 Ｓ--Ｓ模 型 ［2］、Ｙｏｕｎｇ模 型 ［3］、 Ｒｅｄｄｙ模型 ［4］和 ＫＴＨ模型 ［5－8］．然而‚通过实验比 较‚有的研究者 ［9－11］认为‚Ｙｏｕｎｇ模型 ［3］和Ｒｅｄｄｙ模 DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2011．09．015