反应的速度。2、提高碱度增加炉渣中自由CaO的浓度，有利于式7-1的脱硫反应向右进行。3、钢液中的[O]和渣中的（FeO）含量。渣中氧化铁（FeO）的含量对脱硫的影响比较复杂。4、渣中的（FeO）含量高时，会使钢液中的氧含量增高，显然对脱硫不利；但同时（FeO）含量增高，可使渣中氧离子的活度a（o2-）增大而有利于脱硫反应的进行。在碱性氧化渣中，即ω(FeO)≥10%时，增加渣中的（FeO）含量使氧离子活度增加的因素起主要作用，能使Ls略有提高。
碱性还原渣脱硫只有在电弧炉还原期或炉外精练时才能实现，其主要特点是渣中的氧化铁含量很低，因而对脱硫十分有利。
1、还原渣的碱度。由脱硫的反应式可见，渣中含有（CaO）是脱硫的首要条件，脱硫要在碱性渣下才能进行。渣中自由的（CaO）含量增多，炉渣的脱硫能力增大。但碱度过高会引起炉渣的黏度增大。R=2.5～3.0时，脱硫效果最好。2、渣中（FeO）的含量。在还原渣下，随着扩散脱氧的进行，渣中（FeO）的含量逐渐降低，渣中氧化铁（FeO）含量的降低有利于脱硫反应向右进行。在还原气氛下，只要保持炉渣具有较高的碱度脱硫效果就极为显著，在冶炼过程中，脱氧越完全，对脱硫也越有利。3、渣中（CaF2）和（MgO）的浓度。向炉内加入适量的萤石，增加渣中（CaF2）的浓度，能改善还源渣的流动性，提高硫的扩散能力而有利于脱硫反应的进行。MgO是碱性氧化物，使渣中自由（CaO）的浓度提高，对脱硫有一定的帮助。因此一般都不希望炉渣中含有较高的（MgO）。4、渣量。在保证炉渣碱度的条件下，适当加大渣量可以稀释渣中脱硫产物（CaS）浓度，对去硫
有利；但渣量过大时会使渣层变厚，脱硫反应不活泼。5、熔池温度。在炼钢温度范围内（1500～1650℃），也就是说和碱性氧化渣脱硫一样，温度对脱硫的平衡状态影响不明显。适当提高熔池的温度对脱硫十分有利。在充分发挥护渣脱硫的基础上，还应该向钢液加入某些金属元素进一步脱硫或减轻硫的危害。向钢中加入一定的猛，可以成熔点为1620℃的MnS从而降低钢的热脆倾向，为此通常将钢中的猛含量控制在0.4%～0.8%之间。冶炼过程中使用钙和稀士元素，不仅可以使钢中的硫含量进一步降低，更重要的是还能改变硫化物夹杂的形态，从而提高钢的质量。一般应在钢液脱氧良好之后再用元素脱硫，尤其是对强脱氧元素钙、铈、镧等，否则元素的消耗量大。脱硫能力由强到弱的次序为：Ca—Ce—Zr—Ti—Mn。强脱硫剂的特点是含量或加入量很小时，就可使钢得到低的硫含量，并且残存元素含量也很低，不会因此影响钢的物理化学性质。7.3炼钢所用原材料的含硫量不仅会影响到生产过程中的具体操作，而有在生产工艺一定的条件下还决定着冶炼终点时钢液的含硫量的高低。在强化冶炼中脱硫的同时还应重视原材料的含硫量，即贯彻“精料”的原则。当硫在渣钢间的分配系数Ls一定时，钢液的含硫量取决于炉料含硫量的渣量。当硫的分配系数Ls一定时，钢液中的硫含量与炉料中的含硫量成正比。因此，降低炉料的含硫量是控制钢中硫含量的有效手段。转炉炼钢主要依靠碱性氧化渣脱硫，最多只能脱除炉料中硫的一半，炉料中含硫量高，采用单渣法操作是达不到脱硫要求的，而必须采取双渣法操作，这不仅影响生产率、增加劳动强度，而且还会增加原材料消耗、能源消耗。
为此，在生产中高硫铁水要进行炉外预脱硫，降低炉料的含硫量，以便在转炉吹炼时采用单渣法操作。7.4转炉炼钢的脱硫力不是很强，加强熔池的搅拌，增加它们的接触面积，显然能加速脱硫反应的进行。氧气顶吹转炉炼钢中的脱硫主要依靠吹炼的中期和后期。单法操作时，吹炼前不仅不能脱硫，反而会有硫升高的现象。吹炼中期：吹炼中期这一阶段均为脱硫的最好时期。这是因为熔池温度已经升高，石灰大量熔化，炉渣碱度显著提高；碳氧反应激烈，炉渣泡沫化，大量钢液呈液滴状与炉渣充分混合，渣钢的接触面积大大增加，并且渣中氧化铁含量有所降低。此时应控制好渣中氧化铁的含量，如果氧化铁含量过少会使炉渣返干，脱硫效果下降。当渣中氧化铁总量小于8%时，脱硫过程将严重受阻而使脱硫效果大大降低。进入吹炼后期，脱碳速度逐渐减慢，熔池中搅拌程度减弱；但由于熔池温茺高，石灰基本渣化，炉渣碱度高，炉渣的流动性良好，仍具有较强的脱硫能力。这说明有一部分硫在吹炼过程中被“气化”而随炉气排出了炉外。转炉吹炼中的气化脱硫可占总脱硫量的1/3左右。气化脱硫是通过炉渣进行的，硫必须首先自金属进入熔渣，才有可能通过气化脱除。所以渣钢间的脱硫反应的是气化脱硫的基本。高氧化铁含量对气化脱硫是有利的，而高碱度渣对气化脱硫不利。当渣中氧化铁含量高达40%时，气化脱硫可占总脱硫量的50%。转炉熔炼低碳钢时，气化脱硫占的比例较大，而炉渣脱流占的比例相对减小。增大气化脱硫势必要增大铁损，还是应该加强高碱度炉渣的脱硫。由于氧气顶吹转炉所用的金属料主要是铁水，吹炼过程中需要加入大量铁矿石和石灰；而且没有还
原阶段，硫的分配系数Ls只能达到8～10，为了能更好地降低转炉钢水的含硫量，通常可采用铁水预处理脱硫的说方法来控制原料中带入的硫，也可以对已经吹炼好的钢水进行炉外脱硫。7.4铁水的预脱流处理是指高炉铁水在尚未兑入炼钢炉之前，加入脱硫剂对其进行脱硫的工艺操作。1、而转炉的脱硫率又十分有限，一般不超过50%。2、由于连续钢技术的发展，要求钢中的硫含量进一步降低，否则铸坯容易产生内裂；3、铁水的预脱硫处理有利于降低消耗和成本，并增加产生。Ca＞CaC2＞Na2O＞Na2CO3＞CaO＞Mg＞Mn＞MgO而处理低硅铁水时脱硫能力的强弱顺序则为：
Ca＞CaC2＞Mg＞Na2CO3＞CaO＞Mn＞MgO若铁水中含有铝，CaO的脱硫能力便显著提高。炉外脱硫剂电石（CaC2）、石灰（CaO）、苏打（Na2CO3）和镁（Mg）都有极强的脱硫能力，进行铁水预脱硫时，将脱硫剂制成粉剂、加入后加强搅拌，增加脱硫剂与铁水的接触面积，即改善脱硫反应的动力学条件是加速脱硫过程的主要措施；a、电石粉脱硫：用电石粉脱硫时，脱硫反应是在固体电石粉和液体铁水的交界面上进行的。脱硫时，在电石粉颗粒的表面形成疏松多孔的CaS层，铁水中的硫能够很容易地穿过此层而与内层的CaC2继续进行化学反应。用CaC2做脱硫剂时，脱硫的限制性环节是硫在铁水一侧边界层中的扩散，即硫在液相中的扩散为其限制性环节。b、石灰粉脱硫：用石灰粉脱硫时，其脱硫过程也是固液两相反应。若铁水中的硫含量较低（ω[S]＜0.040%，1300℃），脱硫时在石灰粉粒表面生成较薄的反应层，与用CaC2脱硫一样，限制性环节是液相中硫的扩散；若铁水中含硫较
高（ω[S]＜0.080%，1300℃），脱硫时将在石灰粉粒表面包围着一层厚而致密的2CaO·SiO2和CaS反应层，铁水中的硫必须通过这致密的反应层才能与石灰粒内层的CaO起作用。“固相扩散”便成为脱硫过程的限制性环节。石灰粉脱硫的特点是速度慢，脱硫剂耗量大。c、用苏打粉脱硫时，Na2CO3的熔点仅为852℃，在铁水的温度条件下为液体。Na2CO3有很强的脱硫能力，比CaO的脱硫能力约大100倍，接近CaC2的脱硫能力。脱硫的同时，还会脱除钢液中的磷、硅、碳、钒、铌、钛等元素。反应扎生成的CO2、CO等气体可以加强对铁液的搅拌，促进脱硫效率的提高。温度对预脱硫的效率也有一定的影响。温度高时化学反应速度快，而且在固相和液相中的扩散速度加快、喷吹气流的穿透率增加，所以较高的温度有利于提高脱硫效率。使用促进剂CaCO3的MgCO3对提高预脱硫效率也有一定的作用。例如用CaC2或CaO喷射脱硫时，可掺入适量的促进剂CaCo3或MgCO3。促进剂在高温下分解出CO2气体，使运载气体形成的气泡破裂，释放出封闭在这些气泡中的脱硫剂，同时还能强烈地搅拌铁水，从而使脱硫剂的利用率和脱硫效率都得到提高。7.4.4.2本操作环节不外乎是加脱硫剂、搅拌、扒渣取样和测温。A、机械搅拌法：机械搅拌法是旋转浸在铁水中的搅拌棒或搅拌翼搅拌铁水和脱硫剂，以促进脱硫反应的进行。脱硫率以决于脱硫剂的添加量、叶轮转动速率和处理时间。脱硫搅拌时间一般为10～15分钟，整个脱硫作业周期为30～50分钟。搅拌法预脱硫的设备基建费用较大，平时维修的费用较高；同时，脱硫前后均需进行扒渣操作，铁水在处理过程中的温降较大，通常可达30～50℃。B、
炼钢原理与工艺
