转炉脱磷、造渣工艺.ppt

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1、ShenyangNEUMetallurgicalTechnologyCorporationLimited技术精益求精·创新永无止境转炉脱磷、造渣工艺EMTI沈阳东大冶金科技股份有限公司磷的危害磷的危害磷在钢中以[Fe2P]形式存在，也可以用[P]表示。磷虽然能提高钢的强度，但随着含磷量增加，钢的塑性和韧性降低（特别是低温冲击韧性的降低），即使钢的脆性增加，通常称之为“冷脆性”。随着C、N、O含量增加，磷的这种有害作用加剧。磷在钢坯中的偏析度很大，而在α和γ固溶体内的扩散速度却很小，使它不容易均匀化。因此，按照用途不同对钢中磷含量有严格要

2、求：普碳钢：[P]≤0.045%优质碳素钢：[P]≤0.035%高质量：中厚板[P]＜0.010%作为复杂冲压零件时必须把P、S含量控制的较低，因为复杂零件要求钢板很高的塑性。IF钢[P]＜0.015%1.脱P反应1.脱P反应2[P]+5[O]=P2O52[P]+5(FeO)=(P2O5)+5Fe3(FeO)+(P2O5)=(3FeO·P2O5)（聚磷酸铁）根据热力学条件，此反应在低温（T＜1450℃）条件下是稳定的，可以去P；在高温（T＞1450℃）条件下，3FeO·P2O5不稳定，因此在炼钢高温条件下，只有使（P2O5）生成更稳定的

3、化合物，即必须把3Fe2·P2O5转变为更稳定的化合物：3CaO·P2O5或4CaO·P2O5，才能确保磷的去除。2[P]+8(FeO)=(3FeO·P2O5)+5Fe1.脱P反应当熔渣具有高碱度，因而含有大量游离CaO时，发生如下置换反应:(3FeO·P2O5)+3(CaO)=(3CaO·P2O5)+3FeO如果与上述(2.1)方程加和，得:2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO·P2O5)+5Fe（聚磷酸钙）2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5Fe（焦磷酸钙）去P的基本条件：高(FeO)、高(C

4、aO)高碱度，大渣量和较低温度及良好搅拌的动力学条件。2.影响脱磷的因素分析2.1熔渣碱度的影响从CaO-FeO-SiO2-P2O5系渣同含磷铁液的平衡试验及生产研究中均可发现，增加渣中CaO或石灰的用量会提高P2O5的含量或使钢中[P]降低，如图2.1所示。（图2.1是1600℃条件下的情况。如果温度高于1600℃，则曲线向右上方移动，既碱度应提高。）提高碱度对脱磷有利。图2.1碱度和[FeO]对平衡[P%]的影响图2.2碱度对磷分配比的影响然而，CaO的含量过高将使炉渣变黏，这并不利于脱磷。熔渣碱度的影响还可以由图2.2得到证明，碱

5、度CaO/SiO2越高，磷分配比越大。2.影响脱磷的因素分析2.2FeO的影响FeO对脱磷反应的影响比较复杂，因为它与其他因素有着密切的联系。当其他条件一定时，在一定限度内增加FeO将使LP增大。FeO不仅是金属中磷的氧化剂，而且还能直接同P2O5结合成化合物3FeO·P2O5：但3FeO·P2O5在高温时并不稳定，所以仅靠3FeO·P2O5是起不到良好脱磷效果的。FeO有促进石灰熔化的作用，但如FeO含量过高将稀释CaO。因此FeO与炉渣碱度对脱磷的综合影响是：碱度＜2.5时，增加碱度对脱磷影响大；碱度在2.5~4.0之间时，增加Fe

6、O对脱P有利，但过高的FeO含量会使脱磷能力下降。3(FeO)+(P2O5)=(3FeO·P2O5)2.3温度的影响脱磷反应是放热反应：3FeO+P2O5=3(FeO)·P2O5△H=-384KJ/mol3CaO+P2O5=3(CaO)·P2O5△H=-678KJ/mol故低温对去磷有利，实际炼钢过程中，为保证去磷应抓住前期早化渣，低温去磷，中期温度不过高，终点应采用下限温度出钢。2.影响脱磷的因素分析2.4渣量的影响增加渣量可以降低钢中[P]，因渣的增加意味着P2O5浓度的稀释，从而使Ca3P2O8的含量也相应地减小，所以对脱磷有利。

7、但是渣量大会使铁损和热损失增大。一般渣量≈10~15%，在保证去磷条件下，采用最小渣量。2.5金属成分的影响铁水中[Si]的影响：铁水中硅含量过高对磷的氧化过程有重要影响，会夺取供入熔池更多的氧。会影响到炉渣碱度而不利于脱磷。氧气转炉初期，含硅量高，吹炼初期脱磷时间后移，需将铁水含硅量降至0.10%~0.15%时，P才能大量氧化。铁水中碳的影响：在氧气转炉冶炼过程中，主要的反应是2[C]+O2=2CO，在冶炼初期，T＜1470℃，磷可以优先氧化，当T＞1470℃，碳开始大量氧化，若想磷与碳同时氧化或优先氧化应优先形成碱性氧化渣。综上所述

8、，为了使脱磷反应进行完全，必要的热力学条件是：炉渣的碱度较大(R=3~4)，氧化铁含量较高（(FeO)≈15~20%），熔池温度合适（不过高），适当的渣量。3.氧气转炉各期脱磷3.氧气转炉各期脱磷从开吹到总