第12期 甄小鹏等：转炉提钒终点钒的分配行为 ·1375· 0.06 0.60 a 006 0.60 0.05 -V,0,活度 0.55 0.05 -V,0活度 0.55 ·V,O,活度系数 ·V,O,活度系数 0.04 0.50 0.04 是03 0.45 是n3 0.45 0.02 040e 0.02 是 0.01 ◆ 10.35 0.01 0.35 0.30 0 8 12 16 20 6 10121416 0.30 18 V:0,质量分数% Ti0,质量分数/% 0.06 0.60 0.8 fc) 0.06d 0.05 V0,活度 A0.55 ·-V,0活度 0.05 0.7 ·V,D,活度系数 0.50滋 ·V,0,活度系数 0.04 0.04 0.6 是03 0.45 0.5 0.02 0.40g 0.02 ■ 0.01 0.35 0.01 0.4 0 12 16 230 0.3 20 30 40 50 Si0,质量分数/% )质量分数% o.Tie) 0.60 0.06 0.60 (f) 0.05 -V,0,汗度 0.55 0.05 -■-V,0,活度 0.55 0.04 ·V,O,汗度系数 0.50 0.04 ·V,0,活度系数 是0s 0.45 0.02 0.40 0.02 0.01 035 0.01 0.35 81012 0.30 6 14 1350 137013901410 1锡30 Mn0质量分数/% 温度℃ 图3终渣中V,03的活度和活度系数计算结果 Fig.3 Calculation results of the activity and activity coefficient of V2O in final slag 间相互竞争，异类组分间相互结合形成复合化合物 度，T为温度 的过程达到平衡状态后，各组分相互作用含量的体 由式(2)可计算出终点时半钢的V含量.计算 现.所以条件改变对相互作用含量的影响可据此展 半钢V含量过程中，钢中V的活度系数由瓦格纳法 开分析，此处不作更多讨论 计算得到，各元素间的相互作用系数由1873K下的 郭培民等曾运用共存理论建立了四元渣系 数据依照准正规溶液模型换算得到).计算活度 Ca0-Fe0SiO2-V,0,的活度模型，研究了渣中各 系数时C的质量分数由下式计算得到： 组分含量对FO、V,O,等组分的活度和活度系数的 w▣=-0.0087we.0+0.0327. (3) 影响o.其研究结果中Fe0、V,0,活度和活度系数 式(3)是由Fel和Fe4号实验结果中半钢C的 在数量级上与本文结果完全相同，且在同样的影响 质量分数和对应渣中F0质量分数通过线性插值 因素变动过程中FeO、V,O,活度和活度系数的变化 所得，其他半钢组分均取表4的数据（各实验的半 趋势也完全一致. 钢组分差别很小).依据上述实验方法和本节的计 3.2终渣组分和温度对终点半钢V含量的影响 算方法可得到不同条件下终点半钢V含量的理论 研究表明，铁水中V的氧化以下式的方式进 计算与实验结果，如图4所示. 行： 表4实验20min时半钢成分（质量分数） 3(Fe0)+2V]=3Fe]+(V,03), Table 4 Chemical composition of semi-steel in 20 min after the experi- △G°=-390480+149.58TJ小mol-1. (1) ment begin % 由式(1)的等温方程△G=0有： C Si Mn 4486+18.38 3.12 0.018 0.032 0.039 0.0026 1 a(vao)e- V =100 (2) a(Peo)fv 由图4知，个别实验结果和理论计算结果有一 式中，ωw和fw分别为半钢V的质量分数和活度 定差距，但所有结果整体趋势保持一致.其中Fel 系数，ao)和a(-o分别为渣中V,0,和Fe0的活 号渣即当F0质量分数为25%时的实验结果与理第 12 期 甄小鹏等: 转炉提钒终点钒的分配行为 图 3 终渣中 V2O3 的活度和活度系数计算结果 Fig． 3 Calculation results of the activity and activity coefficient of V2O3 in final slag 间相互竞争，异类组分间相互结合形成复合化合物 的过程达到平衡状态后，各组分相互作用含量的体 现． 所以条件改变对相互作用含量的影响可据此展 开分析，此处不作更多讨论． 郭培民等曾运 用 共 存 理 论 建 立 了 四 元 渣 系 CaO--FeO--SiO2 --V2O3 的活度模型，研究了渣中各 组分含量对 FeO、V2O3 等组分的活度和活度系数的 影响［10］． 其研究结果中 FeO、V2O3 活度和活度系数 在数量级上与本文结果完全相同，且在同样的影响 因素变动过程中 FeO、V2O3 活度和活度系数的变化 趋势也完全一致． 3. 2 终渣组分和温度对终点半钢 V 含量的影响 研究表明，铁水中 V 的氧化以下式的方式进 行［12］: 3( FeO) + 2［V］3［Fe］+ ( V2O3 ) ， ΔG— = － 390 480 + 149. 58T J·mol － 1 . ( 1) 由式( 1) 的等温方程 ΔG = 0 有: ω［V］ = 1 100 a( V2O3) ·e － 4 748. 6 T + 18. 38 a3 ( FeO) ·f 2 槡 ［V］ ． ( 2) 式中，ω［V］和 f ［V］分别为半钢 V 的质量分数和活度 系数，a( V2O3) 和 a( FeO) 分别为渣中 V2O3 和 FeO 的活 度，T 为温度． 由式( 2) 可计算出终点时半钢的 V 含量． 计算 半钢 V 含量过程中，钢中 V 的活度系数由瓦格纳法 计算得到，各元素间的相互作用系数由 1 873 K 下的 数据依照准正规溶液模型换算得到［13］． 计算活度 系数时 C 的质量分数由下式计算得到: ω［C］ = － 0. 008 7ω( FeO) + 0. 032 7． ( 3) 式( 3) 是由 Fe1 和 Fe4 号实验结果中半钢 C 的 质量分数和对应渣中 FeO 质量分数通过线性插值 所得，其他半钢组分均取表 4 的数据( 各实验的半 钢组分差别很小) ． 依据上述实验方法和本节的计 算方法可得到不同条件下终点半钢 V 含量的理论 计算与实验结果，如图 4 所示． 表 4 实验 20 min 时半钢成分( 质量分数) Table 4 Chemical composition of semi-steel in 20 min after the experi￾ment begin % C Si Mn V Ti 3. 12 0. 018 0. 032 0. 039 0. 002 6 由图 4 知，个别实验结果和理论计算结果有一 定差距，但所有结果整体趋势保持一致． 其中 Fe1 号渣即当 FeO 质量分数为 25% 时的实验结果与理 ·1375·