乳化反应K存在的多相反应可以分为两类：第一类是弥散液体统化物(可看成为渣相)与钢液问的钢渣反应；第二类是气液相界面上发生的脱碳反应和脱氮反府，脱氮反应对脱碳影响小，可不考虑。根据钠渣间反应的动力学条件的不同，有两种计宾脱碳速率的方法。

    第一种方法是认为乳化反应区内的氧化物Fco、引o，和Mno个百接参与脱碳反应，而是将氧释放到期液中．钢液个氧和碳扩散到co气泡表面进行脱碳，同时认为二次缄源比()液摘平均直径非常小(小广lop”*”)，且reo液滴在反应区停留时间相对较长，reo释放缄和其与砖、锰反应的动力学条件非常好，可假定反应区内硅、锰和铁的氧化反应达平衡，则可确定反应区的平衡氧含量。

    乳化区生成的二级氧源yeo大部分在高速气流的作用r，弥散到乳化反应K与钢中碳和其他杂质冗索人气一液一液多相界面上进行间接氧化反比，还打一部分队o被卷入涪中，形成厂三次氧源：根据前面的分析，能够进行多相界面反应的二次氧源量为qlox n、，书俐巾碳和其他杂质含量很高时，这部分氧源将全部被消耗掉，化学反应的限制性环下是此二级缄源的提供速度；管式电炉当钢户碳和其他杂质含量低时，反应的限制性环节是碳和义他杂质元素向反比界面的传递。

    通过热力学分析我们可以得知，巾于今成的P、o‘得不到cao的间定，很不稳定，N假定磷在乳化区基本不参与反府；碳的氧化反此都不改变yco液滴的活度；对1”醉的氧化反应，根据Feo—酗o、相图及活度线图“i，可认为P90—sio、液滴中Fe〔3摩尔分数小手：o 5时，reo活度为o．5，sio、活度为l，当『Po摩尔分数大于o．5时，Feo活度为其摩尔分数，出o、活度为其摩尔分数的两倍12十干Mn的氧化反府，生成物比o—Mno为理想溶液．Feo、Mno活度均可以用它们的摩尔分数来表示，在此基础上进行脱碳的动力学分析。

  有关气泡农面传质系数的计算，呵参考文献!22：或参考相关书籍、联合式435—式4．37可求出脱碳的传递通员‘、假定乳化反府区为半径及肖度及的(椭)闯柱体，采用积分算法，最终求出乳化反应区的脱碳速率：
式中  ／——气体分率，即某具体位置气体co所占比例；

    乳化反／；女区半径及为吹氧rq坑上端横截面半径，乳化反应区高度鼾为吹氧凹坑的深度；根据文献[231的观察、co气泡平均半径约为2cM左右；而对：于反应区域co的平均气体分率J，转炉中心反应区为o．8，一次反应区为o．44，对JL电炉乳化反应区其大小uJ选择在o．44—o．8范围之间c考虑到脱碳用钧不能超过qloxm，最终在单位时间内，脱碳量表示如下：

    半mfAc＞q。()x n  时：

    ACl n—d＝q?oX H．1    (4．39)

    此时用来进行氧化反应的二级氧源全部用来进行脱碳，脱碳反应速率受供氧强度制约；

    当矾fAc事q1()X…时：

    AC  、＝m，A c    (440)

    用来进行氧化反应的二级氧源部分用来脱碳，脱碳反应速率受碳、氧元素向反应表团9、散传递制约*在这样的情况r。剩余氧源将在si、Mn和铁之间进行分配，出于假定了氧化物液滴与钢液间的反应达平衡，可反算出平衡条件下『co—5i()。‘Mno各个氧化物的摩尔分数，最终确定剩余氧源将在5i、Mn和铁之间进行分配c

    根据第一种计算脱碳速率的人法刘影响脱碳速率的因素进行分析。如果乳化反应K si含显较高，氧化物液摘中5山、的话度接近J：1，则与之丫衡的氧含员较低，脱碳反应速率将大大降低，甚至个发生脱碳反应．这与小产实际也是吻合的；如果吹氧射流冲击人大，则吹氧凹坑体积更人，乳化反应区的体积包相应更人，根据式438，脱破反应速率可得到大大的提高，这包与生产文N；吻合。

    计算脱碳速率方法汁算的前提条件是吹氧产生的Fe()液滴平均旦径非常小，转炉／1’产氧气创流肿方大，可能满足这‘条件，而44炉侧吹氧射流肿方力相对小些，箱式电炉严生的reo液淌平均红径并不能满足小1“10P”，且此液淌在反比区停留叫间较短，这就需要开发第二种计算脱碾速率方法：

    第二种计算脱碳速率力苦是根据反应器理解，4J，充分考虑Feo液淌平均亩径利其在乳化反应b(的停留时间，来计算Fc()液滴提取c、si和Mn的速率的。假定Feo液淌勺Lo气泡接近后，Fco液滴释放氧勺碳作用进行脱碳，如图4．10所在不，将球状t、eo液病和球冠状co气泡近似看成两个园柱体，例柱体的底凹彼此相对，如图4．]1所小，这样可采用柱A4标系统分析出碳转化为c〔)的物流密度。

    此区域巾峦积J＝2”rT万的外侧面围成，rT足yeo液滴的个样，2为FGo液滴与(：()气泡之间距离。外侧面将外部熔你勺Feo液滴·co气泡间的反应区分J r；根据r＝r7处的碳含量梯度rJJ求得co气泡表面上c转化成c()的物质流密度。在杆坐标r，在内半极为f高度为z的圆杆向上，沿f方N碳扩散物质流的散皮为与氧反应消耗的碳量。

可以看出，在这样的情况下．脱碳速率受碳向反应界面扩散控制；以卜灶不考虑硅锰元素对脱碾影响进行的脱碳速率计算，而实际情况硅锰冗素的氧化会对脱碳造成—2的影响，有必要从si—c、Mn“c竞争缄化的角度进一步分析脱碳速率。

    以L介绍了脱碳速率计算的两种方法，可以看出：有关碳动力学分析得出向结论是一致的，与其他研究得出的结论也是一致的，那就是脱碳过程分为两个丰要区域：碳含量高于临界值[c]m，时，脱碳速度与含碳量无关，由供氧强度控制；碳含量降低到临界佰以下时，脱碳反府为一级反应，脱碳速率出碳的扩散传递控制。

    如果反应逆向进行，c优先54化，在钢小生成的出o。会像reo液摘祥，扩散到c〔)气泡表面与c反府，出于co气泡大量／1—成v sio，与c的反应动力学条件会特别好，所以此DJ uJ以个考虑5i的氧化。

    以—亡2L中7y*u、：诲l mo]co气泡提供的反应面积乘以5i的传质系数；A5，：肖yeo液滴只提取砖v单价时间A2内硅的氧化丝假定单伙时间内qloX n、m。l的Feo液淌平均半径为Rl)，平均停留时间为＼，可假定L、eo液滴提取Mn达到个衡，从而求出c2小根据以上对乳化反应区脱碳动力学的分析，得小了脱碳反应速率的第二种计算方法，通过11答机编程．箱式炉可建立乳化反应区的脱碳模型。建模过程小、重点考虑的是S1、c之间的竞争氧化，si、c氧化后的剩余氧源可用来氧化Mn。模列的计算过程如图4．12所表不。