钢铁研究学报

作者：蔡伟¹, 张彦恒², 吴巍¹, 杨利彬¹, 林路¹, 邱伟²

单位：1.钢铁研究总院有限公司冶金工艺研究所,北京100081;；2.攀钢集团西昌钢钒有限公司炼钢厂,四川攀枝花615032

关键词：转炉,反应3区,最小吉布斯自由能,热力学与动力学耦合反应,冶金模型

基金：国家自然科学基金资助项目(51874102,52074093,52274329)

基于转炉熔池多反应区域理论详细分析了冶金反应热力学、动力学和耦合反应机制,探索了熔池耦合反应界面模型的应用实践。研究表明:平衡状态归一化分析即反应3区<i>a</i>_CO(反应界面CO的活度)分别取100、10和1,<i>a</i>_[O](反应界面钢液组元[O]的活度)分别取20~60、1~3和0.05~0.2时,多反应区域碳含量计算极限基本匹配冶炼终点实际钢液的极限,且其他组元的反应界面平衡状态均能匹配熔池冶炼规律变化。多组元反应产物方面,反应界面层内碳氧反应94%以上生成CO,铁氧反应99%以上生成FeO。反应速率变化方面,冶炼过程,钢液[Mn]和[P]平衡态极限值的变化为钢液“回锰”和“回磷”提供热力学条件;冶炼终点,钢液[C]的氧效率迅速降低至20%~30%左右,同时[Fe]的氧效率迅速升高至70%~80%;耦合反应界面模型的预测值和设备在线监测结果均符合经典脱碳三段式理论。

来源：2025年第1期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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