钢铁中对脱磷反应的研究毕业论文

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1、毕业设计(论文)题目:钢铁中对脱磷反应的研究摘要主要研究近年来脱磷的方法，一些防止冷脆和回磷的措施，复吹转炉成渣过程对脱磷的影响，高磷铁水脱磷效率影响因素等。关键词：脱磷；炉渣碱度；速率；预熔脱磷剂；高磷铁水AbstractResearchinrecentyearsdephosphorizationmethod,someofthephosphorustopreventcoldcrispandreturnmeasures,blowingconverterprocessfordephosphorizationslaginto

2、theimpactofhighphosphorushotmetaldephosphorizationefficiencyinfluencingfactors.Keywords:dephosphorization;slagbasicity;rate;pre-meltingdephosphorizationagent;highphosphorushotmetal前言脱除钢液中有害杂质磷的物理化学过程。在高炉炼铁时，原料中的磷几乎全部还原到生铁中，随着铁矿石磷含量的不同，生铁中的磷可达0.1％～1.0％，特殊的可高达2.0％以

3、上。铁合金中同理也含有相当多磷。磷使钢材在低温下变脆，即产生“冷脆”现象。实验研究证明，磷在钢凝固过程中偏析聚集在晶界处，很少量的磷，例如0.01％(100ppm)即可使钢呈现低温脆性。冶炼普通钢要求将磷降到0.030％～0.040％，而低温用钢如寒冷地带钻井平台用钢、液化气体储存和输送用钢等要求含磷低到0.002％～0.003％(即20～30ppm)。因此，脱磷是炼钢过程的主要任务之一。2．转炉的脱磷2.1转炉脱磷的基本原理通常认为，磷在钢中是以[Fe3P]或[Fe2P]的形式存在，为方便起见，均用[P]表示。炼钢过程

4、中的脱磷反应是在金属液与熔渣界面进行，首先是[P]被氧化成（P2O5），然后与（CaO）结合成稳定的磷酸钙，其反应式可表示为：2[P]+5(FeO)+4(CaO)==(4CaO·P2O5)+5[Fe]或2[P]+5(FeO)+3（CaO）=(3CaO2·P2O5)+5[Fe]2.2影响脱磷的因素磷的氧化在钢渣界面进行，按炉渣分子理论的观点，反应式如下：2[P]+5(FeO)=（P2O5）+5[Fe]---Q1（1）3（FeO）+（P2O5）=（3FeO·P2O5）---Q（2）（3FeO·P2O5）+4(CaO)=(4C

5、aO·P2O5)+3（FeO）---Q（3）有式（1），（2），（3）可推导出（4）：2[P]+5（FeO）+4（CaO）=(4CaO·P2O5)+5[Fe]---(4)式（4）表明，高碱度、高氧化性渣对脱磷有利，去磷是放热反应，故从热力学讲低温条件有利于去磷反应的进行。（1）氧化性对炉渣去磷能力影响的理论分析由上式不难看出（FeO）在脱磷过程中起双重作用，一方面作为磷的氧化剂起氧化磷的作用；另一方面充当把（P2O5）结合成（3FeO·P2O5）的基础化合物的作用。可以认为渣中存在（FeO）是去磷的必要条件。由于（3Fe

6、O·P2O5）在高于1470℃时不稳定的，因此只有当熔池内石灰熔化后生成稳定的化合物(4CaO·P2O5)才能达到去磷的目的。（2）炉渣碱度对炉渣去磷能力的影响理论分析CaO具有较强的脱磷能力，(4CaO·P2O5)在炼钢温度下很稳定，因此，提高炉渣碱度可以提高脱磷的效率。但不能无止尽的提高炉渣的碱度，如果CaO加入过多，炉渣的熔点增大，CaO颗粒不能完全熔入炉渣，则导致炉渣的流动性减弱，黏度增强，从而影响脱磷反应在钢液与炉渣之间的界面进行而降低脱磷效果。另外，炉渣碱度与氧化铁的活度也有关系，过高碱度减少氧化铁的活度，从

7、而降低脱磷效果。（3）温度对炉渣去磷能力影响的理论分析温度对去磷反应的影响从两个方面来看：一方面，去磷反应是放热反应，高温不利于去磷，然而，熔池温度的提高，将加速石灰的熔化，提高熔渣碱度，从而提高磷在炉渣和钢水中的分配比；另一方面，高温能提高渣的流动性，能加强渣—钢界面反应，提高去磷速度，所以过低的温度不利于去磷。总之脱磷的条件为：高碱度、高（FeO）含量（氧化性）、良好的流动性熔渣、充分的熔池搅动、适当的温度及大渣量。2.3冷脆现象磷是钢中有害杂质之一。含磷较多的钢,在室温或更低的温度下使用时,容易脆裂，称为“冷脆”。

8、钢中含碳越高，磷引起的脆性越严重。一般普通钢中规定含磷量不超过0.045％，优质钢要求含磷更少。生铁中的磷，主要来自铁矿石中的磷酸盐。氧化磷和氧化铁的热力学稳定性相近。在高炉的还原条件下，炉料中的磷几乎全部被还原并溶入铁水。如选矿不能除去磷的化合物，脱磷就只能在（高）炉外或碱性炼钢炉中进行。2.4回磷现象所谓的回磷现