D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1998.06.004 第20卷第6期 北京科技大学学报 Vol.20 No.6 1998年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1998 钢液温度和硫含量对脱氨动力学的影响 周世祥傅杰王平 北京科技大学冶金学院，北京100083 摘要在LEC0436氧氮分析仪上研究了1600~2813℃温度范围内钢液脱氮动力学.结果表明： 温度低时，脱氮受液相边界层传质及界面化学反应混合控制，温度高时，脱氮受液相边界层传质 过程控制.在2250℃以下，温度对k的影响服从Arrhenius公式.疏对脱氮的阻碍作用随着温度的 升高而降低，在温度2250℃以上，疏的表面活性作用消失. 关健词脱氮：硫：动力学炼钢 分类号TF445 钢液中的氧和硫是表面活性物质，它们通常富集于钢液表面，阻碍氨在界面的化学反应， 从而阻碍钢液脱氮1-习，文献[1]作者Koi加Ito等的试验结果指出：钢液中氧对脱氮传质系数 的影响，随钢液温度的升高而减小，解释为界面被氧原子占居的分数，随温度的升高而减 小，2130℃以后，氧的不利影响消失.钢液中的硫是否有类似的行为？为此本文使用LEC0氧 氮分析仪研究了1600-2813℃温度范围内温度和硫对钢液脱氮的影响. 1试验方法 试验是在北京有色金属研究总院分析中心的LEC0436氧氮分析仪上进行的.试验之前， 用化学纯Fe,Ti,Zr,Mo,Ta来标定温度与电流之间的关系.在没有标定的区域，采用回归的方 法求出加热电流与温度的关系，通过内插法求出与试验温度相应的加热电流.温度的标定和 内插见图1. 试验对比了0.012%和0.140%2种硫含量 3200 口标温度 a 的试样在5个温度条件下(1600℃~2813℃)的 试验点 2800 脱氨情况.试验过程中，试样中的氧、氨排出速 Mo 2400 度可由该仪器的显示窗口观测到，但是该设备 2000 只能记录最终结果，不能将过程数据连续记录 下来，为此，用同步录像方法将氧、氮含量变化 H1600 Ti Fe 录下来，再转换为氧、氮含量随时间变化的数 1200 据.为了研究脱氮动力学特征，测量了试验前 50060070080090010001100 后钢样质量及钢中氮、碳、硫、锰的变化，试验 脉冲电流/A 图1 LEC0加热时脉冲电流与石墨坩埚工作 后试样经研磨后由磁选获得. 温度的关系 1998-10-15收稿 周世祥男，30岁，博士生第20卷 第6 期 1 998年 1 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 OJ u r n a l o f U n i v e r s i t y o f Sc i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e ij i n g V ol . 20 N o . 6 】k c . 19 8 钢液温度和硫含量对脱氮动力学的影 响 周世祥 傅 杰 王 平 北京科技大学冶金 学 院 . 北京 10 0 0 8 3 摘要 在 L E C C 岭36 氧氮分 析仪 上研究 了 1 6 0 一 2 8 13 ℃温度 范围内钢 液脱 氮动力学 . 结果表明 : 温 度低 时 , 脱 氮受液相 边界层传质及界 面化学反应混合控 制 , 温 度高 时 , 脱氮受 液相边界层传质 过程 控制 . 在 2 2 50 ℃ 以下 , 温度对 拭的影响服从 A r h e in us 公 式 · 硫对脱氮的阻碍作用随着温度的 升高而降低 , 在温度 2 2 50 ℃ 以上 , 硫 的表面活性作用消失 . 关扭词 脱氮 ; 硫; 动力学; 炼钢 分类号 T 4F 45 钢 液 中的氧 和硫是 表面 活性 物质 , 它们通 常富集 于钢 液表 面 , 阻碍 氮在界 面的化 学反应 , 从而 阻 碍 钢液 脱氮1 一 2] . 文献 川作者 K泊i n lot 等的试验 结果 指 出 : 钢液 中氧对脱氮 传质系 数 的影 响 , 随 钢 液 温度 的 升 高而 减 小 , 解 释 为界 面被 氧 原 子 占居 的 分数 , 随温 度 的 升 高而 减 小 , 2 1 3 0℃ 以后 , 氧 的不 利 影 响消失 . 钢液 中的硫是 否有类似的行 为? 为此 本文 使用 L E C O 氧 氮分析仪研究 了 1 6 0 一 2 8 1 3℃ 温度范 围 内温 度和硫对钢液脱氮的影 响 . 1 试验方法 试验 是在 北京 有 色金属 研究 总 院分 析 中心 的 L E C C 吟36 氧 氮分析 仪上 进行 的 . 试验 之前 , 用化 学纯 eF , iT , zr , M O , aT 来标定 温度 与电流之 间的关 系 . 在没 有标定 的 区域 , 采 用 回归的方 法 求 出加 热 电流 与温 度 的 关系 , 通过 内插 法求出 与试验 温度相应 的加 热 电流 . 温度 的标定和 内插 见图 1 . 试验 对比了 .0 0 12 % 和 0 . 1 40 % 2 种硫含 量 的试 样在 5 个温 度 条件 下 ( 1 6 0 ℃ 一 2 8 13℃ )的 脱氮情 况 . 试 验过程 中 , 试样 中的氧 、 氮排 出速 度 可 由该仪器 的 显示 窗 口 观 测到 , 但是 该设备 只能记录 最终结果 , 不 能将过程 数据 连续 记录 下来 . 为此 , 用 同步 录像方法 将氧 、 氮 含量 变化 录 下来 , 再 转 换 为氧 、 氮 含 量 随 时 间变 化 的数 据 . 为 了研 究 脱氮 动 力学 特 征 , 测 量 了 试验 前 后 钢样质 量 及 钢 中 氮 、 碳 、 硫 、 锰 的变 化 . 试验 后 试样经 研磨后 由磁 选获 得 . 2084602 内à , , 2 ù`, 1 1 1 侧明举p、日 5 0 0 6 0 0 7 00 800 900 1 0 0() 1 1 00 脉冲电流 /A 图 1 L E C O加热时脉冲电流与石皿柑塌 工作 温度 的关系 19 9 8 一 10 一 巧 收稿 周世祥 男 , 30 岁 , 博士 生 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1998. 06. 004