转炉脱磷效果影响因素分析

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1、转炉脱磷效果影响因素分析徐文静摘　要：从氧气顶吹转炉脱磷的热力学分析入手，探讨了冶炼过程中温度、炉渣碱度、（FeO）对磷含量的影响，回磷的原因、影响因素及防止措施等，指出应控制炉渣碱度、终点温度、（FeO）在合理范围内，应重视钢水回磷问题。关键词：磷；碱度；温度；回磷1前言　　炼钢生产中的脱磷效果,主要是指成品钢中含磷量的高低，而成品钢中含磷量的多少，主要取决于转炉冶炼终点的磷含量和出钢过程的回磷量。下面从这两个方面入手对转炉脱磷效果进行分析。2冶炼过程中磷含量的控制2.1脱磷的基本反应　　脱磷反应是在钢—渣界面进行的，按炉渣分子理论的观点，由下

2、列反应组成：　　5(FeO)=5[O]+5[Fe]　　2[P]+5[O]=(P2O5)　　(P2O5)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)　　2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe]　　lgK=lg(a4CaO.P2O5)/{[%P]2.a5FeO.a4CaO}   =(%Ca4.P2O9).rCa4.P2O9/{[P]2.f2P[%FeO]5.r5FeO.(%CaO)4.r4CaO}=40067/T-15.06(1)　　式中K—脱磷反应的化学平衡常数;　　T—钢水温度。　　为了分析方便，以脱磷的分配比:   

3、LP=(%P2O5)/[%P]2　　表示炉渣的脱磷能力。由（1）式可得：　　LP=(%P2O5)/[%P]2=K.(FeO)5.(%CaO)4.f2p.r5FeO.r5CaO/rCa4P2O9 (2)　　可见，要提高炉渣的脱磷能力，必须增大K.(FeO)5.(%CaO)4.f2p和降低rCa4P2O9。影响这些因素的有关工艺参数的改变，也就改变了钢中磷的分配。2.2温度的影响　　利用（1）式，可以计算出不同温度下脱磷反应的化学平衡常数。　　假定转炉冶炼终渣的化学成分不变，则可以计算出钢水终点磷含量与温度的对应关系：温度升高，K值显著减小，因此，

4、低温对脱磷有利。　　需要指出的是，提高熔池温度，会使磷的分配比降低，对磷从金属向炉渣的转移不利。但温度升高降低了炉渣的粘度，加速了石灰的熔解，从而有利于磷从金属向炉渣的转移。   理论研究表明，最有效的脱磷有一个最佳的温度范围（1450～1500℃）。这就要求冶炼初期，要根据铁水温度采用不同的操作制度。铁水温度低（1250℃以下），要采用低枪位操作以提高熔池温度，加速石灰的熔解，迅速形成初期渣，充分利用前期炉渣FeO高、炉温低的优势，快速脱磷。若铁水温度特别高（大于1350℃），冶炼初期要适当采用高枪位操作，并加入部分矿石，抑制炉温的快速升高，同

5、时也有利于石灰的溶解,延长冶炼在低温区（1500℃以下）的运行时间。　实践证明，尽管冶炼终点温度高，会降低磷在钢—渣中的分配比，但脱磷的关键仍然是冶炼过程渣特别是终渣的控制。也就是说温度的影响不如（FeO）和（CaO）显著。2.3炉渣碱度的影响　　因为CaO是使rP2O5降低的主要因素，增加（CaO）达到饱和含量可以增大aCaO，亦即增加自由CaO（不与酸性氧化物结合）的浓度，会使（P2O5）提高或钢中[P]降低。但渣中（CaO）过高，将使炉渣变稠，同样不利于脱磷，如图1所示。图1炉渣碱度对脱磷指数的影响　　从图1可以看出，当炉渣碱度大于3.0后

6、，脱磷指数随（FeO）增加而增大，随碱度的增加变化不大。实际操作中经常出现石灰加入很多，终点[P]仍然较高的现象，其原因就是炉渣没有化透或温度太高。　实践证明，只要炉渣碱度达到3.0左右，炉渣化透并含有适量的（FeO），冶炼一般钢种脱磷是没有问题的。这也是最经济的操作方法。　　这就要求冶炼终点[P]偏高时，应视温度和炉渣情况采用不同的处理方法：　（1）温度合适，炉渣较稠，只要采用点吹方式，化透炉渣即可。　（2）温度较高，炉渣较好，就要采取适当措施降低熔池温度。　　（3）温度较高，炉渣较稠，要适当补加矿石，既能起到降温效果又能帮助化渣，具有一举

7、两得的功效。　（4）温度合适，炉渣较好，终点[P]仍然偏高，这种情况一般是碱度不够或渣量不足所致，就要适当补加石灰，点吹化开炉渣。2.4(FeO)[HTH]的影响　　(FeO)对脱磷反应的影响比较复杂，当(FeO)很低时，石灰不能很好熔化，显然不能脱磷。但若(FeO)过高，将稀释(CaO)的脱磷作用。(FeO)与碱度对脱磷的综合影响是，碱度在2.5以下，增加碱度（石灰用量）对脱磷的影响大。碱度在2.5～4.0时，增加(FeO)对脱磷有利。　　但过高的(FeO)反而使脱磷能力下降。如图2所示。图2(FeO)对脱磷率的影响    图2表明，要达到较高

8、的LP，对于一定的炉渣，(FeO)含量以14%～18%、(%CaO)/(%FeO)比值以2.5～3.0为最好。3回磷