철강의 탈인

강철 탈인  

인(P)이 강의 특성에 미치는 영향은 표 1에 요약되어 있습니다. P는 강의 특성에 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 모두 가지고 있음을 알 수 있습니다.

탭 1 강철의 특성에 대한 인의 영향
Sl.No.	속성	인의 효과
1	강점	강 포지티브(페라이트 강화)
2	소성 경화성	긍정적
3	연성	강한 부정
4	갈바닐	파우더링에 대한 내성을 향상시킬 수 있음
5	인산염성	긍정적
6	에나멜 처리
	a. 물고기 크기 조절	음수
	b. 산세	긍정적
7	용접성	0.1% 미만의 콘텐츠에 유해하지 않음
8	모터 적층의 코어 손실	강한 부정
9	파단 인성	강한 부정

박판, 딥 드로잉 강, 파이프라인 등 고연성이 요구되는 용도에는 인 함량이 낮은 강이 필요합니다. P 콘텐츠는 쉽고 저렴하게 구할 수 있었다. 그러나 최근에는 높은 철광석 가격으로 인해 일반적으로 인 함량이 높은 공급원에서 낮은 가격의 철광석을 사용하고 있으며 이는 제강 중 인을 제어하는 ​​중요한 활동입니다.

철광석의 인 외에도 인은 BOF(기본 산소로) 슬래그의 재활용으로 인해 액강에도 들어갑니다. BOF 슬래그의 재활용은 슬래그의 철 및 석회 함량을 회수하고 슬래그 처리와 관련된 문제를 최소화하기 위해 소결 공장을 통해 또는 고로로 직접 수행됩니다. 고로에 공급되는 소결체 또는 BOF 슬래그는 필연적으로 용선의 인 함량을 증가시켜 제강 공정에 인 부하를 증가시킵니다.

일관제철소에서 P의 제거는 일반적으로 1차 제강 공정 동안 일반적으로 BOF 공정에서 발생합니다. 인 제어에 대한 새로운 요구를 충족시키기 위해서는 제강 공정 중 슬래그와 용융 금속 사이의 인 분할 반응의 열역학 및 동역학에 대한 이해를 향상시킬 필요가 있습니다.

철강의 탈인은 고품질 철강을 생산하기 위한 제강 공정에서 매우 중요한 야금 기술이 되었습니다. 인 함량은 BOF 반응에 의해 제어되기 때문에 일반적으로 이중 슬래그 기술을 적용하여 인 함량이 낮은 킬드강을 얻어왔다. 그러나 이 기술은 작업시간의 증가와 강재의 수율 감소를 동반한다. 이 기술의 생산성 문제 외에도 BOF 운전 중에 엄청난 양의 BOF 슬래그가 생성됩니다.

인은 철강 정련 과정에서도 제거될 수 있습니다. 실제로, 용융물에 투입되는 P의 90% 이상이 BOF에서 제거될 수 있습니다. 슬래그의 정제 능력은 슬래그 및 금속 조성, 온도, 슬래그/금속 교반의 시간 및 강도와 같은 많은 변수에 따라 달라집니다.

태핑, 탈산, 불활성 가스 취입 및 주조 중 액강의 P 함량은 탈산제 도입 및 슬래그 환원으로 인해 점진적으로 증가할 수 있습니다. 이 가능성은 액강에서 탈인 조건을 유지하기 위해 고려되어야 합니다. 강, 슬래그 및 탈산제 사이의 반응의 결과로, P 평형은 온도의 현저한 감소에도 불구하고 강의 P 함량 증가 쪽으로 이동한다. 이 경우 탈인은 실질적으로 강철 대 슬래그 중량의 비율에 따라 달라집니다. 이러한 요인의 역할은 다음 P 균형 방정식에서 추론할 수 있습니다.

(레이들 슬래그의 P 함량) + (레이들 강철의 P 함량) =(탭 금속의 P 함량) + (레이들의 강철에 의해 포획된 슬래그의 P 함량) + (탈산기의 P).

인 반응과 열역학적 평형

탈인에 대한 포괄적인 초기 연구는 1940년대에 수행되었습니다. 이러한 연구는 FeO와 CaO가 철강의 탈인에 필요한 슬래그 성분임을 관찰했습니다. 이들 연구는 또한 탈인 반응이 발열 반응이며 탈인을 위한 슬래그 용량이 온도에 따라 감소함을 보여주었다. 연구에 따르면 탈인은 온도 감소와 슬래그의 FeO 함량 및 염기도 증가에 의해 향상됩니다.

금속 및 슬래그 조성 및 온도의 함수로서 인 분배율을 예측하기 위해 많은 상관관계가 개발되었습니다. 그러나 실험실 데이터와 예측할 수 있는 평형 P 분할에는 여전히 불일치가 있습니다.

P 평형의 정량화가 매우 중요하지만 많은 제강로가 평형 상태에서 작동하지 않는데, 이는 일반적으로 액체 슬래그 형성, 동역학 및 시간 제약으로 인해 발생합니다. 따라서 탈인을 촉진하는 최적의 슬래그 조성을 제안하기 위해서는 평형 제강로가 얼마나 작동하는지 아는 것이 중요합니다.

교반 조건과 슬래그 조성이 최적의 인 제거를 가능하게 하는 두 가지 주요 변수라는 초기 연구 동안에 주목되었습니다. 또한 CaO 및 MgO로 슬래그를 과포화하는 것은 공정에 어느 정도 이익이 되지 않는 것으로 보입니다.

이러한 연구 동안 금속-슬래그 계면에서의 동적 계면 현상이 시스템의 운동 거동에 중요한 역할을 할 가능성이 있음이 발견되었는데, 이는 산소(O2)와 같은 표면 활성 요소의 교환으로 인해 계면 장력과 자발적 유화를 유발합니다. 또한 P는 자발적 유화에 역할을 하지 않으며 동적 계면 현상이 시작되기 전에 빠르게 제거됨을 발견했습니다. 유화는 아마도 P 제거가 일어난 후 금속의 탈산에 의해 발생하고 금속은 알 수 없는 이유로 O2로 과포화되었습니다. 추정된 표면적은 반응의 시작과 중간 기간 동안 10배 이상 빠르게 증가합니다. 금속 방울은 수백 개의 작은 방울로 부서져 금속을 슬래그로 효과적으로 유화시킵니다. 시간이 지남에 따라 표면적이 감소하고 금속 방울이 합쳐집니다. 산화되는 철(Fe) 액적에서도 유사한 결과가 관찰되었습니다.

1950년대에는 일어나는 반응을 다음과 같이 가장 단순한 형태로 고려하는 것이 바람직하다고 제안되었다.

2P + 5O =P2O5(액체)

반응과 관련된 자유 에너지는 P2O5의 융합 엔트로피 추정치를 사용하여 평가되었으며, 따라서

델타 G =– 740375+535.365T J/mol

T에서 1382 deg K 이상, Delta G? P2O5가 P와 O로 분해되는 결과를 낳는 양수가 됩니다. 따라서 P를 제거하려면 P2O5를 환원해야 합니다. P2O5의 활성 계수는 ​​실리카(SiO2)에 의해 증가하고 CaO 및 MgO와 같은 염기성 산화물에 의해 감소합니다.

1980년대 동안 다양한 슬래그 시스템에서 P 분할에 대한 추가 연구가 수행되었습니다. 이들 연구는 슬래그 내 CaO 함량이 증가하고 온도가 감소함에 따라 P 분포 비율이 증가함을 나타내었다. 또한 탈인에 대한 CaF2의 영향은 슬래그의 융점을 높이지 않고 CaO와 동일함을 알 수 있다. 산화바륨(BaO)과 산화나트륨(Na2O)이 인 분할에 미치는 영향도 연구했습니다. 이 연구는 Na2O와 BaO의 CaO 당량이 각각 중량% 기준으로 1.2와 0.9라는 결론을 내렸습니다.

서로 다른 슬래그 시스템의 인 분포는 여러 번 연구되었으며 몇 가지 상관 관계가 개발되었습니다. 이러한 연구의 다양한 결론은 다음과 같이 요약됩니다.

• 슬래그의 CaO, MgO, SiO2, P2O5, FeO 및 MnO 함량은 P 분할에 영향을 미칩니다.
• 액체 슬래그가 완전히 이온화되어 슬래그 내의 인이 인산 이온으로 존재합니다.
• P 분할의 로그는 열역학에 의해 예측된 대로 2.5 log % FeO로 증가하고 슬래그 염기도가 증가하면 분할 계수도 증가합니다.
• 슬래그 염기도(CaO/SiO2)를 2.0까지 증가시키면 P 분할에 강한 증가 효과가 있습니다. 그러나 염기도가 2.5 이상에서는 증가가 훨씬 덜 두드러집니다.
• P 분할 비율은 초기에 FeO 함량이 증가함에 따라 증가하지만 일정 수준에 도달하면 감소합니다. 이 수준은 슬래그 염기도와 온도의 함수입니다. 이러한 결론은 15%에서 25% 사이의 슬래그 내 FeO 함량에 대해서도 적용됩니다. 보다 구체적으로, P 파티션은 19% 이상의 FeO 함량과 무관합니다. 또한 P 파티션은 1600℃와 1650℃ 온도에서 MgO 함량이 증가함에 따라 더 낮아진 것으로 보입니다.
• 0.2% ~ 1.0%의 P2O5를 포함하는 슬래그의 경우 P2O5 활성 계수의 로그는 CaO 및 MgO 함량의 선형 함수이며 온도 의존성이 없습니다. P2O5를 1% 이상 포함하는 슬래그의 경우 P2O5 활성 계수의 로그도 CaO의 선형 함수이지만 온도 의존도가 있습니다.
• Ca2+, Fe2+ 및 Mg2+ 농도의 증가는 P2O5의 활성 계수를 감소시키는 반면 (SiO4)4-는 반대 효과를 나타냅니다.
• P의 중합은 일반적으로 제강에서 발견되는 슬래그에서 광범위하게 발생하지 않습니다.

강철과 슬래그 사이의 모델 P 파티션에 대한 다른 접근 방식도 시도되었습니다. 2011년에는 CaO-SiO2-FeO-Fe2O3-MnO-Al2O3-P2O5 슬래그와 액강 사이의 P 분포 비율을 예측하기 위해 이온 및 분자 공존 이론(IMCT)에 기반한 철저한 열역학 모델이 ​​개발되었습니다. IMCT는 슬래그가 Ca2+, Fe2+, Mg2+ 및 O2-와 같은 단순 이온으로 구성되어 있다고 가정합니다. 단순 분자, P2O5, SiO2 및 Al2O3; 규산염, 알루미네이트 및 기타 여러 복합 분자. 모든 이온 종은 반응에 참여하여 (Me2+ 및 O2-) 이온 쌍과 단순 분자로부터 복잡한 분자를 형성하고 열역학적 평형 상태에 있습니다. 고려되는 가능한 P 분자는 P2O5, 3FeO.P2O5, 4FeO.P2O5, 2CaO.P2O5, 3CaO.P2O5, 4CaO.P2O5, 2MgO.P2O5, 3MgO.P2O5 및 3MnO.P2O5입니다. 3CaO.P2O5 및 4CaO.P2O5는 측정된 P 분할에 각각 96% 및 4% 기여하는 것으로 밝혀졌습니다.

지금까지의 논의는 액체강과 액체슬래그 사이의 P 평형에 관한 것이었습니다. 그러나 제강 슬래그의 다성분 특성으로 인해 액체 슬래그와 평형 상태에 있는 가능한 고체상을 갖는 것은 드문 일이 아닙니다. 제강 슬래그에서 흔히 볼 수 있는 특정 고체상에 대해 상당한 연구가 수행되었습니다. 보다 구체적으로, 2CaO·SiO2 및 CaO 입자를 함유하는 슬래그에 대한 연구가 집중되어 왔다. 이러한 고상은 일반적으로 BOF 공정 중 제강 슬래그에 존재하며 인산염이 용해될 수 있기 때문에 탈인의 역할을 할 수 있습니다.

BOF 공정의 인 정제

좋은 제철소도 좋은 슬래그 메이커'라는 말은 제강 관계자들 사이에서 유행하는 말이며 BOF 공정과 관련이 깊다. 슬래그 형성 및 구성을 잘 제어하면 최적의 정제가 가능하고 O2를 다시 분사해야 하거나 가열이 끝날 때 추가로 추가해야 할 위험이 최소화됩니다. 타격이 시작되는 동안 랜스는 금속 표면보다 높게 유지됩니다. 처음 3~4분 동안 금속의 Si(실리콘)는 Fe와 함께 빠르게 산화되어 FeO 및 SiO2가 풍부한 슬래그를 형성합니다. 상당한 양의 석회와 백운석 석회가 BOF에 추가됩니다. 타격이 계속되면 고체 석회가 액체 슬래그에 지속적으로 용해되어 슬래그 질량과 염기도를 증가시킵니다. 탈탄이 계속됨에 따라 슬래그는 거품을 일으키기 시작하고 생성된 CO 가스는 슬래그의 FeO 함량을 감소시킵니다. 블로우가 끝날 무렵 탈탄율이 감소하고 Fe 산화가 다시 중요해집니다. 블로우 동안 금속 온도는 1350℃에서 1650℃로 꾸준히 증가하고 슬래그 온도는 일반적으로 블로우 종료 시 금속보다 50℃ 더 높습니다.

석회 용해 메커니즘은 BOF 공정 및 인 제거와 매우 관련이 있습니다. BOF 공정 중 석회의 빠른 용해는 생산성을 높이고 공정 시간과 비용을 줄일 수 있는 좋은 기회를 제공합니다. 석회의 용해 메카니즘은 슬래그 조성과 규산이칼슘(2CaO·SiO2)의 포화 수준의 함수입니다. 초기 슬래그는 FeO 및 SiO2가 풍부합니다. 석회가 처음 첨가되고 용해되기 시작하면 2CaO.SiO2 층이 고체 입자 주위에 형성되어 석회 용해 속도를 늦춥니다. 이 고체층은 파열될 수 있고 슬래그는 석회 입자의 기공으로 더 침투하여 용해를 계속할 수 있습니다. 슬래그 침투는 고체 입자의 점도와 기공 크기의 함수입니다.

BOF 공정에서 슬래그와 공존하는 일부 고체 산화물 상이 자주 있기 때문에 고체 입자가 인 제거에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 이해하는 것이 중요합니다. 여러 연구에서 CaO, 2CaO.SiO2 및 3CaO.SiO2와 같은 다양한 고체 입자에서 P의 용해도를 조사했습니다. 다음은 이러한 연구의 추론 중 일부입니다.

• 2CaO.SiO2 입자와 슬래그 사이의 인 분배는 슬래그의 FetO 함량과 염기도가 증가함에 따라 2에서 70 사이로 변합니다. P 분포의 온도 의존성은 매우 약한 것으로 밝혀졌으며 2CaO.SiO2 분리 입자는 5초 이내에 2CaO.SiO2-3CaO.P2O5로 완전히 균일한 변형을 나타냅니다.
• CaO-FetO-SiO2-P2O5 슬래그와 접촉하면 CaO 입자는 CaO 입자와 2CaO 사이에 P2O5가 형성되지 않고 2CaO.SiO2-3CaO.P2O5 및 CaO-FetO 슬래그 층으로 빠르게 캡슐화됩니다. .SiO2-3CaO.P2O5 고용체.
• 슬래그에서 2CaO.SiO2로의 P 이동에는 두 가지 가능한 경로가 있습니다. 첫 번째 경로에서 2CaO.SiO2-3CaO.P2O5는 P가 금속 상에서 이동된 후 액체 슬래그에서 침전됩니다. 두 번째 가능한 경로에서는 P가 금속에서 이동되기 전에 슬래그에 이미 존재하는 2CaO.SiO2 입자가 있습니다. 그런 다음 P는 침전된 P가 없는 2CaO.SiO2 입자로 확산됩니다. 강수 경로에 의한 P 이동 속도는 확산 경로보다 훨씬 빠른 것으로 밝혀졌습니다. 이것은 기존의 2SiO2.SiO2 입자가 있다고 해서 반드시 인 제거를 향상시키는 것은 아니라는 사실을 지적합니다.

BOF 과정에서 매우 역동적인 환경이 생성됩니다. O2 제트가 슬래그의 표면과 후속적으로 액체 금속에 부딪치면 3상 가스-슬래그-금속 에멀젼이 생성되어 여러 가지 화학 반응이 상 사이에서 발생하는 데 사용할 수 있는 총 계면 면적이 크게 증가합니다. 금속 방울은 벌크 금속 수조에서 슬래그-가스 혼합물로 지속적으로 배출되어 주어진 시간 동안 반응할 수 있습니다. 이러한 금속 방울의 생성은 BOF 내부의 동역학에 매우 중요합니다.

BOF 공정 동안의 정제 속도는 화학 동역학의 함수일 뿐만 아니라 주어진 금속 방울이 슬래그에서 보내는 체류 시간의 함수이기도 합니다. 슬래그를 가로질러 탄도 궤적으로 이동하는 벌크 금속에서 방출되는 금속 방울의 계산된 체류 시간은 주어진 방울이 상당한 정도로 반응하기에는 너무 짧은 1초 미만입니다. 그러나 슬래그 내 Fe-C 방울의 거동을 연구하는 동안 탈탄이 발생하는 동안 가스 '할로'가 형성되어 슬래그에 부유하는 금속 방울이 50초에서 200초까지 유지되는 것으로 관찰되었습니다. 이러한 관찰을 바탕으로 금속 방울의 겉보기 밀도에 대한 탈탄의 효과를 포함하도록 모델을 수정하고 일관성 체류 시간을 예측할 수 있습니다.

2011년에 발행된 'Imphos:인 정제 개선'이라는 제목의 보고서는 다른 주제 중에서 금속/슬래그 비율 프로파일, 슬래그/금속 에멀젼 내 금속 방울의 크기 분포, 슬래그-금속 계면에서의 P 분포 및 석회 용해를 조사했습니다. 보고서는 그림 1과 같이 5개의 P 제거 프로필을 정의했습니다. 이러한 프로필은 (i) 거의 일정한 P 프로필, (ii) P 복귀 프로필, (iii) 높은 P 제거 프로필, (iv) P 복귀 및 감속 프로필, 그리고 (v) 신속한 P 제거 프로파일로 복귀. 이러한 각 프로파일에 대해 슬래그/금속 에멀젼 및 벌크 수조에 대한 금속의 양과 화학 조성이 연구되었습니다. 슬래그에 있는 금속 방울의 인 함량은 일반적으로 벌크 욕보다 낮거나 같으며, 이는 인 제거가 슬래그/금속 에멀젼에 존재하는 금속 방울의 탈인에 의해 유도된다는 사실을 지적합니다. 대량 목욕. 보고서에서 한 가지 흥미로운 관찰은 타격의 초기 단계에서 유화된 방울에서 인 제거가 탈탄보다 훨씬 빠르게 일어났다는 것입니다.

금속 방울은 P가 극도로 고갈된(100ppm 미만) 반면 수조에는 1% C가 훨씬 넘는 것으로 나타났습니다. 이것은 잠재적으로 가스 '할로' 및 유화와 관련이 있으며, 이는 블로우의 초기 단계에서 액적의 체류 시간을 증가시켜 존재하는 고도로 산화하는 슬래그와 반응할 충분한 시간을 제공하여 액적 크기가 적절하다. 인 제거는 금속 방울의 생성과 밀접한 관련이 있기 때문에 블로우의 각 단계에서 이상적인 랜스 높이가 있어 방울 생성을 최대화하고 우수한 슬래그/금속/가스 에멀젼을 생성합니다. 랜스 높이가 낮아질수록 생성되는 금속 방울이 감소하는 것으로 관찰되었습니다.

그림 1 P 제거의 다른 프로필

BOF 공정에서 탈인 메커니즘은 다음과 같이 요약될 수 있다.

• O2 랜스가 높게 유지되는 블로우가 시작되는 동안 방울이 잘 배출되고 인 제거가 빠르게 이루어집니다.
• 블로우가 계속되고 탈탄이 CO 가스를 생성하기 시작하면 슬래그 내의 FeO가 환원되고 슬래그가 충분히 산화되지 않을 수 있습니다. 이것은 액적이 재인산화되어 벌크 금속으로 되돌아갈 때 P가 용융물로 복귀하는 결과를 초래할 수 있습니다. 이는 석회 용해가 최적이 아닌 경우 특히 중요합니다.
• 블로우 종료에 가까울수록 탈탄이 느려지고 슬래그의 FeO 함량이 증가하여 다시 탈인이 유리합니다. 그러나 이것은 이전에 발생한 가능한 복귀를 보상하기에 충분하지 않을 수 있습니다.
• 슬래그의 FeO 및 CaO를 면밀히 모니터링하여 최적의 결과를 얻을 수 있습니다. 철광석 첨가는 탈탄과 병행하여 P 산화를 계속하기 위해 이상적인 FeO 함량을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

인 제거의 동역학

P 평형이 널리 연구되었지만 P 제거의 동역학은 그 정도로 연구되지 않았습니다. 그러나 다른 고온 야금 반응에도 동일한 원리가 적용됩니다. Fe에 용해된 P가 슬래그와 접촉할 때 현상의 기본 설명을 제공하는 여러 단계가 탈인 반응 동안 발생합니다. 이러한 단계는 다음과 같습니다.

• 슬래그-금속 계면을 향한 [P] 및 [O] 금속 상의 물질 전달
• (O2-)의 ​​슬래그 단계에서 슬래그-금속 계면을 향한 물질 전달
• (PO4)3-의 형성을 위한 슬래그-금속 계면에서의 화학 반응
• (PO4)3-의 슬래그 단계에서 물질 전달이 반응 계면에서 멀어짐

탈인은 고온에서 일어나기 때문에 계면에서의 화학 반응이 빠르고 평형 상태라고 가정하는 것이 합리적입니다. 따라서 가능한 속도 제한 단계는 인을 흡수할 수 있는 슬래그에 고체상이 존재하지 않는다고 가정하는 경우 금속이나 슬래그 상 또는 둘 다의 물질 이동입니다.

슬래그를 산화시켜 Fe-C(sat)-P 용선의 탈인 반응 속도론에 대한 연구 중 하나는 액체 금속의 탈인에서 주요 과제 중 하나가 비로 인한 반응의 추진력을 정확하게 정량화하는 것임을 보여줍니다. -슬래그/금속 계면에서의 평형 O2 전위. 이 비평형은 금속의 O2 전위를 낮추는 액체 금속의 탈탄으로 인해 발생합니다. 이러한 경우 슬래그는 높은 O2 전위에 있는 반면 금속은 낮은 O2 전위에 있습니다. 연구 동안 탈인 반응은 금속의 P 농도에 대한 1차 운동 속도를 따르고 FeO 함량이 높을수록 점도 감소로 인해 슬래그의 물질 전달 계수가 증가한다는 것이 밝혀졌습니다. 또는 부정적인 반응의 원동력. 이 연구는 또한 슬래그 단계의 물질 이동이 금속 탈인의 속도 제한 단계임을 나타냅니다.

보다 최근에, 또 다른 연구는 금속과 슬래그 사이의 P의 질량 전달을 정량화하기 위해 수학적 접근 방식을 사용했습니다. 연구에 따르면 겉보기 물질 전달 계수는 특히 빠른 물질 전달 조건에서 O2와 같은 표면 활성 요소의 질량 플럭스에 의해 영향을 받는 계면 장력의 함수인 것으로 나타났습니다. 물질 전달 매개변수의 변화는 경계면을 가로질러 높은 O2 플럭스 기간 동안 물질 전달을 향상시키는 동적 계면 현상과 관련이 있습니다. 이 높은 O2 플럭스는 반응 동안 계면 장력을 낮추어 계면 면적이나 물질 전달 계수 또는 둘 다를 증가시키는 것으로 제안됩니다.

여러 연구에 따르면 두 개의 비혼화성 액체 사이의 계면 장력이 매우 현저하게 감소하기 때문에 표면 활성 요소의 강한 물질 전달 기간 동안 자발적 유화가 발생할 수 있습니다. 또한 평형 계면 장력의 경우 금속의 O2와 S(황) 함량이 관찰된 평형 장력에 중요한 역할을 합니다. CaF2와 Na2O의 첨가는 계면 장력을 증가시키지만 MnO의 첨가는 그것을 낮추는 경향이 있다. 연구 중 하나는 O2 플럭스가 약 0.1g atom/sqm sec보다 커지면 계면 장력이 0에 가까운 값에 접근한다는 것을 보여주었습니다. O2 플럭스가 0.01g atom/sqm sec보다 낮아지면 계면 장력이 평형 장력에 가까운 값으로 급격히 증가합니다.

탈인 반응 속도론은 금속-슬래그 사이의 P 평형보다 훨씬 덜 연구되었습니다. 금속, 슬래그 또는 둘 다의 물질 전달이 반응 속도를 제어하는지 여부에 대해서는 의견이 분분합니다. 반응의 특성상 동적 계면 현상이 전체 반응 속도에 중요한 역할을 하는 것으로 보입니다. 자발적 유화는 금속-슬래그 시스템의 계면에서 O2의 빠른 물질 전달이 일어날 때 발생하는 것으로 보입니다. 그 결과 계면 장력이 크게 감소하여 반응 면적과 전체 속도가 증가합니다. 그러나 자연유화에 의한 반응면적의 변화를 직접적으로 계산하는 것은 여전히 ​​어렵다.