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在对不同类型转炉炉渣进行分熔。
表1炉渣分熔前后渣样中S含量变化(质量分数)TablelThecompositionofslagand种类1.2试验方法试验用渣以工厂实际转炉终渣为基渣,部分渣样是在基渣中加入少量高纯FeS和Fe203的合成渣。实际转炉终渣含量见表2.渣中全硫含量与典型工业转炉渣相似,含S量(质量分数)为本实验采用单因素方案考察温度、渣中E表2原渣含量(质量分数)种类首钢TFe9太钢62 FeO含量、碱度以及气氛对转炉炉渣气化脱硫的影响。具体实验方案见表3.表3实验方案序,基准实验条件气氛太62宝首太62 2实验结果与讨论2.1温度对气化脱硫的影响将“和2渣样的实验结果作图,为不同温度时渣中ws与脱硫时间的关系,111%与脱硫时间的关系见。
从中可看出,对所用炉渣来说,1500和1550"C,脱硫时间为45min时气化脱硫率分别为12.7%和16.8%.这说明在氮气气氛下,此炉渣的气化脱硫率是很低的。升高温度能促进炉渣的气化脱硫。
对中曲线进行线性回归,其结果为:由式⑴和式(2)可以看出:1和2"炉渣ln(Ws)与/之间存在着以下关系式:炉渣中硫的质量分数4为常数。
由于反应是在气-渣界面上发生,界面面积应予考虑。vs的单位通常以g/min表示,即:1和2渣,m=5g,/4=8.24cm2由(3)的斜率克并根据是气-g界面的硫离子,是气-渣界面的氧分子。
设假定硫离子扩散是反应式(7)的限制性环节,则根据Fick定律:层的厚度,cm;e为熔渣厚度,cm.在通常情况下,熔渣内部硫离子质量分数远远大于界面的硫离子质量分数"也即式(9)指出气态脱硫是一级反应。采用成相同而使之相等,计算出的S=0.3595cm.这与一般给出的l(T3cm数量级相比要大2个数量级。
变"气态脱硫也是一级反应(见)。对于所用炉渣含wm较高时,Fe203能参加脱硫反应,可能为以下反应:由于气流不冲入渣内,渣内部缺乏气相核心,反应(10)或(11)只能在气-渔界面也即熔渣表面进行。由于氮气不纯,其中含有氧,氮气中的氧可将Fe2+再氧化为Fe3%使反应循环进行,实际上作为氧的传递剂:合并式(11)和(12),得:实质上在气-渣界面进行的气态脱硫反应仍是式(7),因此,熔渣的值并没有什么变化。对含有一定量SFeO的熔渣,因气流对熔渣并未有搅拌作用,此一级反应的限制性环节仍系的扩散。
3结论转炉炉渣在氮气气氛中存在着气化脱硫现象,对确定的炉渣来说,硫的脱除速率主要与温度、渣中的SFeO含量、碱度以及气氛有关。
温度能较小幅度增加渣中硫的气化脱除速率;SFeO含量对气化脱硫速率有较大影响,能显著促进硫的气化脱除速率;增加炉渣碱度,渣中硫的气化脱除速率降低;纯氧气氛与氮气气氛相比,并不利于渣中硫的气化脱除。(3)转炉渣(无搅拌情况)中硫的气化脱除为一级反应,其反应控制环节为硫离子在渣中的扩散。
(4)转炉渣中硫离子的气化反应为: