硫分配係數

硫在爐渣中的質量分數與在鐵水中的質量分數之比叫硫分配係數，記為L_s。它説明爐渣脱硫後，硫在渣與鐵間達到的分配比例。它分為理論分配係數和實際分配係數。

爐缸內渣鐵間脱硫反應達到平衡狀態時的分配係數稱為理論分配係數。研究計算結果表明，理論分配係數可高達200以上；而高爐內的實際脱硫反應因動力學條件差而達不到平衡狀態，所以一般低的只有20~25，而高的也不會超過80。

高爐鐵水中的S含量是表徵鐵水質量的一個重要參數：鐵水含硫量太高，將給精煉過程脱硫帶來壓力，工藝複雜，生產成本高。高級合金鋼的生產對鐵水含硫提出了更高的要求。定量考察高爐鍊鐵過程硫的分配係數L_s，及諸操作參數變更對L_s的影響，對更系統地研究高爐鍊鐵過程進行高產、優質、低消耗的優化具有重要作用。 ^[1] 

凡是能提高平衡常數的因素都有利於硫的分配係數的提高；在鐵液中，硫的活度與鐵水的成分有關，碳、硅、磷有利於提高硫在鐵液中的活度以及硫的分配係數；而硫在渣中的活度及渣中的氧勢與爐渣成分有關，爐渣鹼度越高，提供脱硫越多。但是對高爐的脱硫更重要的是改善脱硫動力學條件，使硫的實際分配係數提高。

高爐脱硫是在鐵滴穿過下爐缸積聚的渣層、下爐缸內渣層與鐵層的交界面和出鐵過程中鐵口通道內等三處進行的，動力學條件最好的是鐵口通道內，其次是鐵滴穿過渣層，而渣鐵層界面最差。

由此可以看出，高爐生產不應該放上渣（實際上現代高爐上已不設渣口，已沒有可能再放上渣），應使爐渣都通過鐵口通道與鐵水一起放出以發揮其脱硫能力，提高硫的實際分配係數。

硫分配係數L_s的確定都是根據不同操作條件、不同高爐的實測數據進行經驗關聯。其確定有以下兩種方法，分別推出兩個表達式。

（1）從基本反應式

出發，並定義

為渣對硫的吸收指數，導出了平衡分配係數的表達式：

。

（2）基於硫在渣-金屬相的分配反應，從平衡論的角度，導出了硫分配係數L_s更為簡潔、精確的可定量計算的表達式：

。

有些工廠強調高爐利用係數，把高爐產量放在第一位。實際上，高利用係數不一定是低成本生產方式，適當放低產量，有可能得到低消耗。長壽命、低成本的生產效果。提高爐渣脱硫能力，可能是低成本的一個有力措施。

提高硫分配係數要從高爐種類出發，對於有爐外脱硫設施，但效率太低的高爐，若[S]過高（>0.05%）。會侵蝕爐牆，影響爐缸壽命，同時，也給爐外脱硫加重負荷。對於這類高爐，提高高爐脱硫效率很容易實現：（1）提高硅含量[Si]，升高鐵水温度，約10℃左右；（2）提高爐渣二元鹼度。這樣既提高了硫的分配係數，又提高了鐵水温度。

以上措施，有可能省掉一般鋼種爐外脱硫；對於高級鋼種，也會降低爐外脱硫負荷。究竟成本上是否合理，應推算驗證 。 ^[2]