第六章氧化反应 第六章氧化反应 氧化-还原过程伴随着火法冶金的始终。例如硫化物的氧化,铁液中各种杂质的去除等 过程都是氧化反应。现代的各种炼钢方法在加热方式上虽然不同,但是去除杂质的基本过程 是一样的。大多数炼钢过程中去除杂质的主要手段是向熔池吹入氧气(或加入矿石)并加入石 灰等材料造碱性熔渣。本章要分析硏究的主要是在吹氧和碱性渣条件下进行的C、Si、M、P、 S的反应。 61铁的氧化和熔池传氧方式 611铁的氧化和还原 往熔池吹氧时,第一步是气体氧分子分解并吸附在铁的表面上 O}=[0]吸 然后,吸附的氧溶解于液态铁中 [O]吸=[O 氧是具有明显的非金属性质的元素,它溶于熔铁中并能与铁和其他杂质生成氧化物。氧 与铁可生成三种化合物:氧化亚铁Fe0、三氧化二铁Fe2O3和四氧化三铁Fe204。它们的稳定性 取决于气相的氧化势、温度条件等因素。假定它们各以纯的状态存在,在炼钢温度下比较它 们的分解压和炉内气相的氧分压,可以判断它们的稳定性。在炼钢温度和气相氧的分压下 (平炉气相Pa≈102atm,顶吹转炉炉内Pa≈1atm),Fe0和Fe2O3都是稳定的,Fe0的稳定性更 强。Fe204可以看作是Fe0·Fe2O3,在炼钢炉渣中铁的氧化物以Fe0为主,随着气相Pa的变化, 也有一定数量的Fe2O存在。氧气顶吹转炉内,渣中(Fe203)/(Fe0)之比变动于0.3~1.5之 间,平均约为0.8;平炉内气相P低,所以(Fe2O)/(Fe0)比也低得多。含氧化铁的物质如 铁矿石、铁皮等也可用来作为炼钢的氧化剂。这类固体氧化剂在熔化和分解时,吸收大量的 热,而氧气作为氧化剂氧化铁和杂质则是放热反应。这是它们的重要区别。 铁的氧化和还原反应和其它元素的氧化密切相关,因为用氧化铁氧化其它元素也就是 铁被还原。铁的氧化还原反应如下 2Fe+02(x)=2(Fe0) 2(Fe0)+-02(g)=(Fe203) (Fe203)+Fe=3(Fe0) (6-5) (Fe0)=[0]+Fe (Fe0)+[C]=Fe+CO ( 6.12炉渣的氧化作用 在炼钢炉内,熔渣中的(Fe0)和氧化性气体接触时,被氧化成高价氧化物。除了氧气 外,CO2也可使低价氧化铁氧化 2(Fe0)+CO2(g)=(Fe202)+C0cs (6-8)
第六章 氧化反应 108 第六章 氧化反应 氧化-还原过程伴随着火法冶金的始终。例如硫化物的氧化，铁液中各种杂质的去除等 过程都是氧化反应。现代的各种炼钢方法在加热方式上虽然不同，但是去除杂质的基本过程 是一样的。大多数炼钢过程中去除杂质的主要手段是向熔池吹入氧气(或加入矿石)并加入石 灰等材料造碱性熔渣。本章要分析研究的主要是在吹氧和碱性渣条件下进行的C、Si、Mn、P、 S的反应。 6.1 铁的氧化和熔池传氧方式 6.1.1 铁的氧化和还原 往熔池吹氧时，第一步是气体氧分子分解并吸附在铁的表面上 1 ----{O2}=[O]吸附 (6—1) ２ 然后，吸附的氧溶解于液态铁中 [O]吸附=[O] (6—2) 氧是具有明显的非金属性质的元素，它溶于熔铁中并能与铁和其他杂质生成氧化物。氧 与铁可生成三种化合物：氧化亚铁FeO、三氧化二铁Fe2O3和四氧化三铁Fe2O4。它们的稳定性 取决于气相的氧化势、温度条件等因素。假定它们各以纯的状态存在，在炼钢温度下比较它 们的分解压和炉内气相的氧分压，可以判断它们的稳定性。 在炼钢温度和气相氧的分压下 (平炉气相PO2≈10 -2 atm，顶吹转炉炉内PO2≈1atm)，FeO和Fe2O3都是稳定的，FeO的稳定性更 强。Fe2O4可以看作是FeO•Fe2O3，在炼钢炉渣中铁的氧化物以FeO为主，随着气相PO2的变化， 也有一定数量的Fe2O3存在。氧气顶吹转炉内，渣中(Fe2O3)／(FeO)之比变动于0．3～1．5之 间，平均约为0．8；平炉内气相PO2低，所以(Fe2O3)／(FeO)比也低得多。含氧化铁的物质如 铁矿石、铁皮等也可用来作为炼钢的氧化剂。这类固体氧化剂在熔化和分解时，吸收大量的 热，而氧气作为氧化剂氧化铁和杂质则是放热反应。这是它们的重要区别。 铁的氧化和还原反应和其它元素的氧化密切相关，因为用氧化铁氧化其它元素也就是 铁被还原。铁的氧化还原反应如下： 2Fe+02（g）=2(FeO) (6—3) 1 2(FeO)+ ----02（g）= (Fe203) (6—4) 2 (Fe203)+Fe=3(FeO) (6—5) (FeO)=[O]+Fe (6—6) (FeO)+[C]=Fe+CO（g） (6—7) 6.1.2 炉渣的氧化作用 在炼钢炉内，熔渣中的(FeO)和氧化性气体接触时，被氧化成高价氧化物。除了氧气以 外，CO2也可使低价氧化铁氧化： 2(FeO)+CO2（g） =(Fe202)+CO（g） (6—8) 108
第六章氧化反应 而在与金属接触时,高价氧化铁被还原成低价氧化铁。由于这个变化,气相中的氧可透过熔 渣层传递给金属熔池,其过程如图6—1所示。在平炉炼钢,电炉氧化期和氧气顶吹转炉高枪 位操作时,都具有这样的传氧特征。当这个传氧过程达到平衡时,金属中的[O]由熔渣的 氧化性所确定。在不同aFso的熔渣下金属中的饱和含氧量可由下式计算出 [%0] -6320 +2.734 T 实际上,由于金属中的杂质和氧反应,使金属中的实际含氧量低于按(6—9)式所计算 的数值 02 rC〕 图61陆渣传氧示意图 6.1.3杂质的氧化方式——直接氧化和间接氧化 直接氧化和间接氧化,是指氧流直接和金属作用时,其中各元素如何发生反应,即气体 氧是直接同金属中的杂质进行反应呢,还是优先同铁发生反应,待生成Fe0以后再同其它杂质 进行反应呢。 按直接氧化方式,在氧流同熔池作用区的表面上,在悬浮于作用区的金属液滴的表面上, 作用区周围的氧气泡的表面上,以及凡是在氧气能直接同金属液接触的表面上,气体氧均可 同熔池中的Fe、C、Si、Mn、P等杂质直接发生作用,反应趋势的大小决定于各种杂质氧化反 应的自由能差值的大小 {O}+2[Fe]=2(Fe0 0}+2[Mn]=2(MnO) O2}+[Si]=(SiO2) 5{02}+4[P]=2(P20) O}+2[C]=2{00} O2}+[C]={CO2 按间接氧化方式,在上述氧气泡直接同金属液接触的表面上,氧首先同铁结合,然后Fe0 扩散到熔池内部并溶于金属中 (Fe0)+=[0]+Fe C、Si、Mn、P等元素同溶于金属的氧发生作用,反应式如下: 2[0]+[Si]=(siO2) [0]+[Mn]=(MnO) 5[0]+2[P]=(P2O5) [O]+[C]={00}
第六章 氧化反应 109 而在与金属接触时，高价氧化铁被还原成低价氧化铁。由于这个变化，气相中的氧可透过熔 渣层传递给金属熔池，其过程如图6—1所示。在平炉炼钢，电炉氧化期和氧气顶吹转炉高枪 位操 作时，都具有这样的传氧特征。当这个传氧过程达到平衡时，金属中的[O]由熔渣的 氧化性所确定。在不同αFeO 的熔渣下金属中的饱和含氧量可由下式计算出： [%O] -6320 1g------ = ------ +2.734 (6—9) αFeO T 实际上，由于金属中的杂质和氧反应，使金属中的实际含氧量低于按(6—9)式所计算 的数值 图6-1 陆渣传氧示意图 6.1.3 杂质的氧化方式——直接氧化和间接氧化 直接氧化和间接氧化，是指氧流直接和金属作用时，其中各元素如何发生反应，即气体 氧是直接同金属中的杂质进行反应呢,还是优先同铁发生反应，待生成FeO以后再同其它杂质 进行反应呢。 按直接氧化方式，在氧流同熔池作用区的表面上，在悬浮于作用区的金属液滴的表面上， 作用区周围的氧气泡的表面上，以及凡是在氧气能直接同金属液接触的表面上，气体氧均可 同熔池中的Fe、C、Si、Mn、P等杂质直接发生作用，反应趋势的大小决定于各种杂质氧化反 应的自由能差值的大小。 {O2}+2[Fe]=2(FeO) {O2}+2[Mn]=2(MnO) {O2}+[Si]=(SiO2) 5{O2}+4[P]=2(P2O5) {O2}+2[C]=2{CO} {O2}+[C]={CO2} 按间接氧化方式，在上述氧气泡直接同金属液接触的表面上，氧首先同铁结合，然后FeO 扩散到熔池内部并溶于金属中， （FeO）+=[O]+Fe C、Si、Mn、P等元素同溶于金属的氧发生作用，反应式如下： 2[O]+[Si]=（SiO2） [O]+[Mn]=(MnO) 5[O]+2[P]=(P2O5) [O]+[C]={CO} 109
第六章氧化反应 [0]+[C]={CO2} 也有人把反应式写为杂质和(Fe0)在渣钢界面上的反应。无论怎样理解,间接氧化方式的 起始点是铁氧化生成Fe0。目前大多数的看法认为在氧气转炉中是以间接氧化为主。首先 氧流是集中于作用区附近而不是高度分散在熔池中;其次,作用区附近温度高,使Si和M 对氧的亲和力减弱;第三,从反应动力学角度来看,C向氧气泡表面传质的速度比反应速度 慢,在氧气同熔池接触的表面上大量存在的是铁原子,所以首先应当同Fe结合成Fe0。 如上所述,吹入熔池的气体氧可溶解于金属中,成为熔渣的组元,又可同熔池中的杂质 发生反应。以碳的氧化为例,上述氧的三个方面的作用可概括为下列形式 >20吸附—->(直接氧化) ->COF (间接氧化) 〉(Fe0)->[0 >COJ >(Fe0) 6.2脱碳反应 62.1脱碳反应的作用 脱碳反应是贯穿于炼钢过程始终的一个主要反应。炼钢的重要任务之一就是要把熔池中 的碳氧化脱至所炼钢号的要求。同时,脱碳反应的产物—0气体在炼钢过程中也具 有多方面的作用: 1.从熔池排出C0气体产生沸现象,使熔池受到激烈地搅拌动,起到均匀熔池成分和温 度的作用。 2.大量的C0气体通过渣层是产生泡沫渣和气-渣-金属三相乳化的重要原因 3.上浮的C0气体有利于清除钢中气体和夹杂物,从而提高钢的质量。 4.在氧气转炉中,排出C0气体的不均匀性和由它造成的熔池上涨往往是产生喷溅的主 要原因。 氧气顶吹转炉生产低碳钢时,当熔池中含碳量低于一定数值后,脱碳速度将随含碳量的 降低而减小,脱碳反应成为决定转炉生产率的重要因素。 脱碳反应同炼钢中其它反应有着密切的联系。熔渣的氧化性、钢中含氧量等也受脱碳反 应的影响。 622碳在熔铁中的溶解 炼钢用的铁水是铁和碳以及其它一些杂质的熔液。铁水中的碳量通常稳定在于4%左右 在高炉炼铁过程中,铁矿石中的氧化铁被还原为铁,在还原性气体和赤热焦碳的渗碳作用下, 还原出的铁最终成为生铁。在Fe-C二元系中碳的饱和浓度可以计算,当t=1500℃时可以求出 铁中溶解的碳量为5.15%,实际上因受其它元素的影响溶解度有所改变。目前已知Si、P、S 等能减低碳的溶解度,M、Cr、V等能增加碳的溶解度。炼铁时铁液同赤热的焦碳在高炉炉 缸内接触,并由于其它元素的影响,铁水中的含碳量也略有不同,如:一般炼钢生铁中,碳
第六章 氧化反应 110 2[O]+[C]={CO2} 也有人把反应式写为杂质和（FeO）在渣钢界面上的反应。无论怎样理解，间接氧化方式的 起始点是铁氧化生成FeO。目前大多数的看法认为在氧气转炉中是以间接氧化为主。首先， 氧流是集中于作用区附近而不是高度分散在熔池中；其次，作用区附近温度高，使Si和Mn 对氧的亲和力减弱；第三，从反应动力学角度来看，C向氧气泡表面传质的速度比反应速度 慢，在氧气同熔池接触的表面上大量存在的是铁原子，所以首先应当同Fe结合成FeO。 如上所述，吹入熔池的气体氧可溶解于金属中，成为熔渣的组元，又可同熔池中的杂质 发生反应。以碳的氧化为例，上述氧的三个方面的作用可概括为下列形式： {O2}----->2O吸附---->（直接氧化）----->{CO} | | （间接氧化） | | -------->（FeO）---->[O]------ >{CO} | | | --- >[O] ------------ >(FeO) 6.2 脱碳反应 6.2.1 脱碳反应的作用 脱碳反应是贯穿于炼钢过程始终的一个主要反应。炼钢的重要任务之一就是要把熔池中 的碳氧化脱至所炼钢号的要求。同时，脱碳反应的产物-----CO气体在炼钢过程中也具 有多方面的作用： 1． 从熔池排出CO气体产生沸现象，使熔池受到激烈地搅拌动，起到均匀熔池成分和温 度的作用。 2． 大量的CO气体通过渣层是产生泡沫渣和气-渣-金属三相乳化的重要原因。 3． 上浮的CO气体有利于清除钢中气体和夹杂物，从而提高钢的质量。 4． 在氧气转炉中，排出CO气体的不均匀性和由它造成的熔池上涨往往是产生喷溅的主 要原因。 氧气顶吹转炉生产低碳钢时，当熔池中含碳量低于一定数值后，脱碳速度将随含碳量的 降低而减小，脱碳反应成为决定转炉生产率的重要因素。 脱碳反应同炼钢中其它反应有着密切的联系。熔渣的氧化性、钢中含氧量等也受脱碳反 应的影响。 6.2.2 碳在熔铁中的溶解 炼钢用的铁水是铁和碳以及其它一些杂质的熔液。铁水中的碳量通常稳定在于4%左右。 在高炉炼铁过程中，铁矿石中的氧化铁被还原为铁，在还原性气体和赤热焦碳的渗碳作用下， 还原出的铁最终成为生铁。在Fe-C二元系中碳的饱和浓度可以计算，当t=1500℃时可以求出 铁中溶解的碳量为5.15%，实际上因受其它元素的影响溶解度有所改变。目前已知Si、P、S 等能减低碳的溶解度，Mn、Cr、V等能增加碳的溶解度。炼铁时铁液同赤热的焦碳在高炉炉 缸内接触，并由于其它元素的影响，铁水中的含碳量也略有不同，如：一般炼钢生铁中，碳 110
第六章氧化反应 为4%左右,高磷生铁中含碳量则为3.6%左右 碳溶解于铁液是吸热过程,由此推知碳与铁组成的溶液不是理想溶液。 当[C]<1%时,f≈1。在分析碳氧反应时,在一般炼钢条件下,平衡常数式和动力学方 程式中可取a等于[C]%。由于碳的蒸气压不大,它不能从溶液中气化而去除,只有使它氧化 为C0和CO2来脱除。 6.23脱碳反应的热力学条件 1.脱碳反应式碳在氧气炼钢中一部分可在反应区同气体氧接触而受到氧化,反应式为 2[C]+{02}=2{00} (6-10) 碳也同金属中溶解的氧发生反应而氧化去除,反应式如下: [C]+[O]={00} (6-11) [C]+2[0]={CO2} 在通常的熔池中,碳大多是按(6-11)式发生反应,即熔池中碳的氧化产物绝大多数是C0 而不是CO2。因为熔池中含碳量高时,CO2也是碳的氧化剂,发生下列反应 [C]+{CO2}=2{00} 碳的氧化产物可由Fe-0-C熔体和(C0+C0)气体的平衡试验测得。试验结果如表6-1所示 表61在不同温度下Pem=1atm与Fe0C熔体相平衡时气相中百分数 C[%] 温度(℃) 1550 1600 1650 1700 20.1 11.5 3.3 2.1 0.10 2.8 0.12 0.070 0.060 从表6-1可见,在含碳相同的情况下气相中CO2%将随温度升高而降低,在同一温度下又将 随碳的增加而降低。在炼钢温度下,只有当碳低于0.1时,气相中CO2方能达到1%以上,所 以推断在炼钢熔池中碳的氧化产物绝大多数为CO 根据(6-11)式写出C-0反应的平衡常数如下 fc[%C].fo[%0 式中K—反应(6-11)的平衡常数 Po-同熔池中[C]平衡的气相中C0的分压。 表达反应(6-11)的平衡常数与温度之间关系的公式很多,常用的是 1160 +2.003 (6-15) 811 IgC 2.205 1860
第六章 氧化反应 111 为4%左右，高磷生铁中含碳量则为3.6%左右。 碳溶解于铁液是吸热过程，由此推知碳与铁组成的溶液不是理想溶液。 当[C]<1%时，fC≈1。在分析碳氧反应时，在一般炼钢条件下，平衡常数式和动力学方 程式中可取aC等于[C]%。由于碳的蒸气压不大，它不能从溶液中气化而去除，只有使它氧化 为CO和CO2来脱除。 6.2.3 脱碳反应的热力学条件 1．脱碳反应式 碳在氧气炼钢中一部分可在反应区同气体氧接触而受到氧化，反应式为： 2[C]+{O2}=2{CO} (6-10) 碳也同金属中溶解的氧发生反应而氧化去除，反应式如下： [C]+[O]={CO} (6-11) [C]+2[O]={CO2} (6-12) 在通常的熔池中，碳大多是按(6-11)式发生反应，即熔池中碳的氧化产物绝大多数是CO 而不是CO2。因为熔池中含碳量高时，CO2也是碳的氧化剂，发生下列反应： [C]+{CO2}=2{CO} (6-13) 碳的氧化产物可由Fe-O-C熔体和(CO+CO2)气体的平衡试验测得。试验结果如表6-1所示： 表 6-1 在不同温度下P(CO+CO2)=latm与Fe-O-C熔体相平衡时气相中CO2百分数 C[%] 温 度 （℃) 1500 1550 1600 1650 1700 0．01 0．05 0．10 0．5 1．00 20．1 5．6 2．8 0．44 0．16 16．7 4．3 2．2 0．34 0．12 13．8 3．3 1．7 0．26 0．034 11．5 2．7 1．3 0．21 0．070 9．5 2．1 1．1 0．16 0．060 从表6-1可见，在含碳相同的情况下气相中CO2%将随温度升高而降低，在同一温度下又将 随碳的增加而降低。在炼钢温度下，只有当碳低于0．1时，气相中C02方能达到1％以上，所 以推断在炼钢熔池中碳的氧化产物绝大多数为CO。 根据(6-11)式写出C—O反应的平衡常数如下： PCO PCO KC =---------- = ------------- (6-14) a[C]•a[O] fC[%C]•fO[%O] 式中 KC——反应(6—11)的平衡常数； PCO----同熔池中[C]平衡的气相中CO的分压。 表达反应(6—11)的平衡常数与温度之间关系的公式很多，常用的是： 1160 1gKC =------ + 2．003 (6-15) T 811 1gKC =------ + 2．205 (6-16) T 1860 111
第六章氧化反应 +1.643 (6-17) 上列各式的系数虽略有不同,但所得的K却非常相近,这表明各研究的结果是一致的 现将温度为1500-2000℃分别代入(6-15),计算结果如下: 温度[℃]1500160017001800190020 419 362 从上列数据可以看出,C—0反应的平衡常数值随温度的变化不大,并且随温度的升高 而略有减低的趋势。因此推测(6-11)式反应是一个微弱的放热反应(3710-8510ca1·mo1")。 2.[C][o]乘积为了分析炼钢过程中[C和[0]间的关系,常将Pco取做一个大气压,并 且因为[%C]低时,fc和f均接近于1,因此可以用[%C]和[%0]分别直接代入(6-14)式,则该式 可简化为 (6-18) ac·ao [%C]·[%0] 为讨论方便,以m代表上式中的1/Kc,则可写出: m=[%C]·[%0] (6-19) 此时,m值也具有化学反应平衡常数的性质,在一定温度和压力下应是一个常数,而与反应 物和生成物的浓度无关。如上所述,因[C]十[0]={00}反应的平衡常数随温度变化不大,所 以在炼钢过程的温度范围内,熔池中[%C]和[%0]的乘积为一定值,[%C]和[%0]之间具有等边 双曲线函数的关系。据早先(1931年)在1600℃下实验测定的结果,在PCo=1atm时, m=0.0025(或为0.0023)。这是炼钢文献上常用的理论上的[%C]和[%0]的乘积数值。 实际上m不是一个常数,据近来进一步研究证明,m值随[‰C]的增加而减少。在不同的[% C]和温度时,m值随[%C]的变化情况如表6-2所示。 表62不同温度和含碳量的碳氧藻度积 [%C][%0]×103 [%C] 17001800 .02~0.201.8 2.002.18|2.322.45 有CO2反应,fc=fo≈ 1.771.902.08|2.202.35}基本无0反应,fc>1,fo)l 1.681.811.962.082 1.70 1.84 m值不守常的原因,在碳低时是由于反应(6-11)和反应(6-12)同时发生,生成了CO2, 其情况见表6-1。在碳高时是由于活度系数不能忽略。 各种炼钢方法中实际的熔池[0]含量都高于相应的理论的含量;图6-2表示了氧气转炉实 际的[%C]·[%0]与相应的理论值的比较。 如将与[%C]相平衡的[%0]平值和实际熔池中的[%0]实际之差称为过剩氧△[%0],即 △[%0]=[%0]实际一[%0]平衡 (6-20) 将(6-20)代人m=[%0]·[%C]式中,得到 △[%0]=[%0]实际一m[%0]平衡 (6-21) 过剩氧Δ[‰0]的大小与脱碳反应动力学有关。脱碳速度大,则反应接近平衡,过剩氧值 较小;反之,过剩氧就更大些。平炉和电炉钢水实际含氧量可达平衡[%0]的2~4倍,且炉渣
第六章 氧化反应 112 1gKC =------ + 1．643 (6-17) T 上列各式的系数虽略有不同，但所得的KC却非常相近，这表明各研究的结果是一致的。 现将温度为1500—2000℃分别代入(6-15)，计算结果如下： 温度 [℃] 1500 1600 1700 1800 1900 2000 KC 454 419 389 362 339 324 从上列数据可以看出，C—O反应的平衡常数值随温度的变化不大，并且随温度的升高 而略有减低的趋势。因此推测(6—11)式反应是一个微弱的放热反应(3710—8510cal•mol -1)。 2．[C][O]乘积 为了分析炼钢过程中[C]和[O]间的关系，常将Pco取做一个大气压，并 且因为[%C]低时，fC和fO均接近于1，因此可以用[%C]和[%O]分别直接代入(6-14)式，则该式 可简化为： PCO PCO KC =---------- = ------------- (6—18) aC•aO [%C]•[%O] 为讨论方便，以m代表上式中的1／KC，则可写出： m=[%C]•[%O] (6—19) 此时，m值也具有化学反应平衡常数的性质，在一定温度和压力下应是一个常数，而与反应 物和生成物的浓度无关。如上所述，因[C]十[O]={CO}反应的平衡常数随温度变化不大，所 以在炼钢过程的温度范围内，熔池中[%C]和[%O]的乘积为一定值，[%C]和[%O]之间具有等边 双曲线函数的关系。据早先(1931年)在1600℃下实验测定的结果，在 Pco=latm时， m=0.0025(或为0.0023)。这是炼钢文献上常用的理论上的[%C]和[%O]的乘积数值。 实际上m不是一个常数，据近来进一步研究证明，m值随[%C]的增加而减少。在不同的[％ C]和温度时，m值随[％C]的变化情况如表6—2所示。 表 6-2 不同温度和含碳量的碳氧深度积 [％C] [％O]×l03 [％C] 1500 1600 1700 1800 1900 备 注 0．02～0．20 0．50 1．00 2．00 1．86 1．77 1．68 1．55 2．00 1．90 1．81 1．70 2．18 2．08 1．96 1．84 2．32 2．20 2．08 1．95 2．45 2．35 2．25 2．10 有CO2反应，fc=fo≈1 }基本无CO2反应，fc>1，fo>1 m值不守常的原因，在碳低时是由于反应（6-11）和反应（6-12）同时发生，生成了CO2， 其情况见表 6-1。在碳高时是由于活度系数不能忽略。 各种炼钢方法中实际的熔池[O]含量都高于相应的理论的含量；图6—2表示了氧气转炉实 际的[%C]·[%O]与相应的理论值的比较。 如将与[%C]相平衡的[%O]平衡值和实际熔池中的[%O]实际之差称为过剩氧Δ[%O]，即 Δ[%O]= [%O]实际一[%O]平衡 （6-20） 将(6—20)代人m=[％O]·[％C]式中，得到 Δ[%O]= [%O]实际一m[%O]平衡 -1 (6-21) 过剩氧Δ[%O]的大小与脱碳反应动力学有关。脱碳速度大，则反应接近平衡，过剩氧值 较小；反之，过剩氧就更大些。平炉和电炉钢水实际含氧量可达平衡[%O]的2～4倍，且炉渣 112