转炉脱磷效果影响因素分析2

转炉脱磷效果影响因素分析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: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，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。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。要达到较高的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成品钢中的磷含量一般高于冶炼终点的含磷，这种现象被称为回磷。其原因：一是由于合金带入的磷，二是钢水的回磷。如果终点温度高，出钢过程下渣量多，都会造成回磷量增加，一般回磷量在0.005%～0.02%之间，有时会更高。3.1产生回磷的原因冶炼终点一般认为脱磷反应已达到平衡，在出钢过程中向钢包内加入脱氧剂，将使钢中的氧以及渣中(FeO)下降，脱氧产物(SiO2)、(Al2O3)等进入炉渣，使炉渣碱度降低，从而打破了脱磷反应的平衡状态，有利于(P2O5)的分解和还原，磷又重新进入钢液。回磷反应与下列各种反应有关：（1）渣中(FeO)与脱氧剂作用：2(FeO)+[Si]=(SiO2)+2[Fe](FeO)+[Mn]=(MnO)+[Fe]（2）炉渣与脱氧产物作用：2(3CaO.P2O5)+3(SiO2)=3(2CaO.SiO2)+2(P2O5)(3）渣中(P2O5)与脱氧剂的作用：(P2O5)+5〔Mn〕=5(MnO)+2〔P〕2(P2O5)+5〔Si〕=5(SiO2)+4〔P〕3(P2O5)+10〔Al〕=5(Al2O3)+6〔P〕（4）渣中(3CaO.P2O5)直接同脱氧剂作用：(3CaO.P2O5)+5[Mn]=2〔P〕+5(MnO)+3(CaO)2(3CaO.P2O5)+5[Si]=4[P]+5(SiO2)+6(CaO)3(3CaO.P2O5)+10[Al]=5(Al2O3)+6[P]+9(CaO)上述反应的共同结果，导致了钢水回磷的发生。3.2（1）出钢过程中下渣是磷的主要原因。下渣量大，回磷就严重，特别是出钢前下渣或出钢口不圆造成出钢过程卷渣更为严重。因为无论是反应时间还是反应的动力学条件，都较出钢后期下渣更优越。（2）出钢合金化或增碳操作不合理。诸如出钢后期补加硅铁、碳粉等。因为它们比较轻而浮在钢渣上面，直接与钢渣接触，硅铁、碳粉都非常容易与渣中(FeO)反应，造成渣中(FeO)急剧下降，而（3）吹氩时，使用氩气压力过高，造成钢液—钢渣翻腾、卷渣，形成一种“渣洗”现象，也大大增加了回磷程度。3.3防止回磷的措施要防止钢水回磷，首先要挡好渣，减少出钢过程的下渣量最为关键。其次是严格出钢合金化操作的标准化和规范化，杜绝出钢后期补加合金（如硅铁、碳粉等）。4结论4.1控制炉渣碱度在2.8～3.2范围内，且具有合适的终点温度，冶炼一般钢种是没有问题的。4.2脱磷反应的关键是过程渣要化透和合适的（FeO）含量，而非片面追求（加大石灰用量）高碱度。4.3减少出钢过程中或以后浇注过程中的回磷在生产中不容忽视。注：终点温度高、铁水硅高、一倒碳高、返干严重、白灰卡料等异常无把握炉次，必须等样出钢，宁可多等30秒，也不可盲目出钢，造成炼钢厂损失！