转炉脱磷工艺的优化
2011-03-21姚娜李祥胜
华北理工大学学报(自然科学版) 2011年1期
关键词:工艺
姚娜,李祥胜
(1.济源职业技术学院,河南 济源454650;2.涟源钢铁厂,湖南 娄底417000)
磷是一般钢种中有害元素之一。[1]钢中最大允许的ω[P]为 0.02%~0.05%,而对某些钢种则要求在0.008%~0.015%范围内。磷能提高钢的强度,但随着ω[P]的增加,钢的塑性和韧性降低(特别是低温冲击性降低),即出现钢的脆性现象。由于这种现象在低温更为严重,所以通常称为“冷脆性”。一般钢中ω[C]、ω[O]、ω[N]增加,磷的这种有害作用增强。磷对钢的焊接性能也有不利影响。因而,磷是炼钢过程中需要清除的有害元素,脱磷是转炉炼钢的主要任务之一。
1 试验条件
本次试验在1座210t顶吹转炉上进行,主要钢种为低磷钢,转炉氧枪为六孔喷头,氧气量为48000m3/h,氧枪枪位为160~250cm,吹炼过程中进行副枪取样、测温。炼钢用的铁水条件如表1所示。

表1 炼钢用铁水条件技术条件
2 转炉脱磷分析
2.1 脱磷影响因素理论分析[2]
磷在钢中是以[Fe3P]或[Fe2P]形式存在,为方便起见,均用[P]表示。炼钢过程的脱磷反应是在金属液与熔渣界面进行的,首先是[P]被氧化成(P2O5),而后与(CaO)结合成稳定的磷酸钙,其反应式可表示为:

定义Cp为磷容,即

则

影响脱磷的主要因素是熔池温度、炉渣成分和金属液的成分。
炼钢温度的影响。脱磷反应是强放热反应,如熔池温度降低,脱磷反应的平衡常数KP增大,LP增大,因此,从热力学观点,低温脱磷比较有利。
炉渣成分的影响。主要表现为炉渣碱度和炉渣氧化性的影响。P2O5属于酸性氧化物,CaO、MgO等碱性氧化物能降低它的活度,碱度越高,渣中CaO的有效浓度越高,LP越大,脱磷越完全。……
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