【文章內(nèi)容簡介】 量既能返祖快速升溫啟動(dòng)和促進(jìn)脫磷反應(yīng), 又能避免碳資源的浪費(fèi)。為研究保溫時(shí)間對還原效果的影響, 在1300e , 3Ceq條件下, 分別設(shè)定保溫時(shí)間0 min、10 min、20m in、30 min進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn), 結(jié)果如圖7。實(shí)驗(yàn)證明, 保溫時(shí)間越長, 渣相中出現(xiàn)Fe2C合金球直徑越大, 可回收金屬量越大, 脫磷率也越高。這說明適當(dāng)延長保溫時(shí)間, 能提供更長時(shí)間和更多熱量促進(jìn)金屬球的聚集長大,利于合金采集和回收。(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 轉(zhuǎn)爐鋼渣為微波的良吸收體可在20m in被迅速加熱至1000e 以上。微波加熱能促進(jìn)鋼渣的還原反應(yīng), 實(shí)現(xiàn)鋼渣在1400e 以下的低溫還原脫磷。平均脫磷率達(dá)85% 以上, 最優(yōu)可達(dá)9115%。(2)微波碳熱還原鋼渣反應(yīng)生成的Fe2C合金球, 最大直徑可達(dá)18mm, 易從渣中提取。其余呈均一彌散分布于殘?jiān)? 直徑大多在3mm以下, 需篩分與渣相分離。(3)在1100e ~ 1400e 低溫范圍內(nèi), 鋼渣脫磷率隨溫度升高而增大, 1100e 時(shí)脫磷率達(dá)到80% , 1400e時(shí)脫磷率增高至8715%。適當(dāng)增加保溫時(shí)間, 更利于還原反應(yīng)的進(jìn)行。(4)鋼渣的還原效果很大程度受還原劑影響。金屬收得率和脫磷率隨著碳當(dāng)量Ceq的增加而增加,1Ceq時(shí)脫磷率67%, %。【2】 4 預(yù)熔脫磷劑進(jìn)行鐵水脫磷的實(shí)驗(yàn)(CaO)/w(Fe2O3)對預(yù)熔脫磷劑脫磷效果的影響根據(jù)脫磷的主要反應(yīng)式(式(1))可知, 脫磷劑中Fe2O3 在鐵水中的溶解氧[ O] 能將鐵水中的[ P] 氧化為P2O5 , 但P2O5 不穩(wěn)定, 必須和堿性氧化物(CaO)反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鹽渣(4CaOP2 O5 或3CaOP2 O5), 才能使鐵水中的磷脫除掉。通過實(shí)驗(yàn)欲找到一個(gè)能使鐵水中磷含量降到最低的w(CaO)/w(Fe2O3)比值, 以達(dá)到最佳的脫磷效果。2[ P]+5(FeO)+4(CaO)=4(CaO)+(P2O5)+ 5[ Fe](1)為此, 在1350℃下固定w(CaF2)為10%不變,改變預(yù)熔脫磷劑中w(CaO)和w(Fe2 O3)的比值進(jìn)行脫磷實(shí)驗(yàn), 脫磷劑加入量為鐵水量的10%, 處理時(shí)間為10 min, 結(jié)果如圖2 所示?？煽闯? 在w(CaO)/w(Fe2O3)~ 之間時(shí), 隨比值增大脫磷率逐漸上升, 當(dāng)w(CaO)與w(Fe2O3) 左右時(shí), 脫磷率最大, %, 這主要是由于w(CaO)/w(Fe2O3)約為1 時(shí), 使鐵水中[ P] 與[ O] 充分結(jié)合生成的P2O5 能被CaO 完全固定為4CaOP2O5 或3CaOP2 O5 , 實(shí)現(xiàn)較好的脫磷效果。而在w(CaO)/ w(Fe2 O3)~1．25 之間時(shí), 隨比值增大脫磷率逐漸下降。圖2w(CaO)/ w(Fe2O3)對脫磷率的影響 助熔劑含量對預(yù)熔脫磷劑脫磷效果的影響固定w(CaO)/w(Fe2O3)=, 改變助熔劑CaF2 的含量在6% ~ 15% 之間變化進(jìn)行脫磷實(shí)驗(yàn)。處理10 min 的結(jié)果如圖3 所示, 可以看到在CaF2 含量為6% 時(shí), 脫磷率相對較低, 進(jìn)一步增加CaF2 的含量, 當(dāng)w(CaF2)為10% 時(shí), 脫磷率最大,% , % %, 這主要因?yàn)镃aF2 與CaO 能形成低熔點(diǎn)化合物, 經(jīng)預(yù)熔處理后脫磷劑熔點(diǎn)和粘度得到了降低 ,使脫磷反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件得到了明顯改善。當(dāng)w(CaF2)進(jìn)一步增加為15%時(shí), 脫磷率有一定程度的降低, %。由于在脫磷劑加入量一定的情況下, 當(dāng)助熔劑量多時(shí), 氧化劑和固定劑的相對加入量就會(huì)減少, 因此, 脫磷效果反而不好。且預(yù)熔脫磷劑中CaF2 大于15% 時(shí)將對爐襯產(chǎn)生明顯的侵蝕。圖3 預(yù)熔脫磷劑中CaF2 含量對脫磷效果的影響 為適應(yīng)鐵水中初始磷含量的波動(dòng)對脫磷反應(yīng)效果的影響, 對初始磷含量不同的鐵水用相同配比關(guān)系的預(yù)熔脫磷劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。在1 300℃, 加入量為10%的條件下, 分別選用初始磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．21%、%、% 的生鐵進(jìn)行實(shí)驗(yàn), 結(jié)果如圖4 所示?？梢钥闯鲭S初始磷含量的增大脫磷率略有增大, %時(shí), 經(jīng)過10 min 9%, %。% 時(shí), % 的較低水平。% 時(shí), % 的水平, %。結(jié)果表明鐵水中初始磷含量對用預(yù)熔脫磷劑進(jìn)行鐵水預(yù)處理脫磷的脫磷效果影響不大。圖4 初始鐵水中磷含量對脫磷率的影響 處理溫度對預(yù)熔脫磷劑脫磷效果的影響由熱力學(xué)分析可知, 脫磷反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)(ΔH =O 反應(yīng)大量進(jìn)行, 保證脫磷在低溫下進(jìn)行?？焖偬岣咴蠪eO 含量, 保證爐渣熔化速度和具有較好的氧化性。此時(shí), 控制溫度在1 400 ℃以下, 控制ΣFeO 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在35% ～40% , 使?fàn)t渣具有較高的氧化性, 爐渣堿度在210左右, 這樣在保證爐渣有良好的氧化性前提下有很好的流動(dòng)性, 同時(shí)加強(qiáng)爐內(nèi)攪拌, 促進(jìn)渣金反應(yīng)的快速進(jìn)行。脫碳升溫期的主要任務(wù)是脫碳升溫防止回磷。此時(shí), 脫磷任務(wù)已基本完成, 隨著脫碳的進(jìn)行帶來的高溫會(huì)使脫磷反應(yīng)逆向進(jìn)行, 使渣中的磷又回到鋼中。因此改善爐渣熱力學(xué)條件來進(jìn)一步強(qiáng)化脫磷，的目的?？刂平K點(diǎn)ΣFeO質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在15%左右爐渣堿度在315 ～410。各廠的生產(chǎn)條件的差異應(yīng)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整, 以滿足生產(chǎn)的穩(wěn)定。但需要指出的是, 化渣脫磷期可采用高槍位軟吹或降低供氧強(qiáng)度, 即可以控制爐內(nèi)溫度, 在促進(jìn)化渣的同時(shí)也可適當(dāng)延長化渣脫磷期, 使脫磷反應(yīng)充分進(jìn)行。脫碳升溫期, 盡量提高供氧強(qiáng)度, 快速脫碳升溫來降低回磷。在條件準(zhǔn)許的情況下, 可以采用留鋼操作是獲得高質(zhì)量鋼的有效手段。1)成渣過程決定脫磷的效率, 冶煉的不同時(shí)期應(yīng)合理控制爐渣堿度、氧化性和溫度, 鐵水磷含量的不同應(yīng)選擇不同的成渣方式。2)化渣脫磷期鐵水中磷含磷較高脫磷的驅(qū)動(dòng)力較大, 主要通過改善動(dòng)力學(xué)條件來加快脫磷, 采用鐵質(zhì)成渣?？刂茰囟仍? 400 ℃以下, 控制ΣFeO質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在35% ～40% , 使?fàn)t渣具有較高的氧化性, 爐渣堿度在210左右, 這樣在保證爐渣有良好的氧化性前提下有很好的流動(dòng)性, 促進(jìn)渣金反應(yīng)的快速進(jìn)行。3)脫碳升溫期鐵水溫度較高是脫磷的不利條件, 因此改善熱力學(xué)條件來進(jìn)一步強(qiáng)化脫磷?？刂平K點(diǎn)ΣFeO 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在15% ～20% , 爐渣堿度在315～410?！?】 7 結(jié)語我國作為鋼材生產(chǎn)和消費(fèi)大國, 煉鋼工序作為鋼鐵生產(chǎn)不可缺少的環(huán)節(jié), 鋼渣的產(chǎn)生不可避免。近年來, 我國鋼渣和鐵渣的堆置達(dá)3億多噸, 鋼渣占鋼鐵工業(yè)固體廢物的12109%。在冶金工業(yè)生產(chǎn)中, 排放的主要固體廢棄物是高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣。其中高爐渣是利用技術(shù)最成熟的工業(yè)廢渣, 而轉(zhuǎn)爐渣的回收利用相對差很多, 對鋼渣利用比較好的國家主要有美國、德國和日本, 利用率均達(dá)到95%以上。而我國在2002年調(diào)查中鋼渣利用率僅為36% , 與國外先進(jìn)國家相比, 在鋼鐵渣綜合利用方面還有較大差距。因而我們要多開發(fā)新技術(shù)如脫磷，做到如何在低成本下實(shí)現(xiàn)最大化的脫磷同時(shí)又不影響環(huán)境，從而做出高產(chǎn)出。新的技術(shù)還有待開發(fā)。第三篇：鋼鐵冶金論文專科論 文題 目: 科 生 姓 名: 學(xué) 科、專 業(yè): :業(yè)論文鋼鐵中對脫磷反應(yīng)的蔡月亮冶金工程（高起專函授）內(nèi)蒙古科技大學(xué)成人教育學(xué)院畢專學(xué)院（系、所）內(nèi)蒙古科技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書專業(yè) 冶金工程（高起專函授）班級09級冶金班學(xué)號 姓名蔡月亮畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目:鋼鐵中對脫磷反應(yīng)的研究設(shè)計(jì)期限:自2009年 9 月 1 日 至2011年 5 月 20 日指導(dǎo)老師:龐峰淼系 主 任:2011年 4 月 27日摘要主要研究近年來脫磷的方法，一些防止冷脆和回磷的措施，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐成渣過程對脫磷的影響，高磷鐵水脫磷效率影響因素等。關(guān)鍵詞：脫磷；爐渣堿度；速率；預(yù)熔脫磷劑；高磷鐵水Abstract Research in recent years dephosphorization method, some of the phosphorus to prevent cold crisp and return measures, blowing converter process for dephosphorization slag into the impact of high phosphorus hot metal dephosphorization efficiency influencing : dephosphorization。slag basicity。rate。premelting dephosphorization agent。high phosphorus hot metal前言脫除鋼液中有害雜質(zhì)磷的物理化學(xué)過程。在高爐煉鐵時(shí)，原料中的磷幾乎全部還原到生鐵中，隨著鐵礦石磷含量的不同，％～％，％以上。鐵合金中同理也含有相當(dāng)多磷。磷使鋼材在低溫下變脆，即產(chǎn)生“冷脆”現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)研究證明，磷在鋼凝固過程中偏析聚集在晶界處，很少量的磷，％(100ppm)即可使鋼呈現(xiàn)低溫脆性。％～％，而低溫用鋼如寒冷地帶鉆井平臺(tái)用鋼、％～％(即20～30ppm)。因此，脫磷是煉鋼過程的主要任務(wù)之一。2．轉(zhuǎn)爐的脫磷通常認(rèn)為，磷在鋼中是以[Fe3P]或[Fe2P]的形式存在，為方便起見，均用[P]表示。煉鋼過程中的脫磷反應(yīng)是在金屬液與熔渣界面進(jìn)行，首先是[P]被氧化成（P2O5），然后與（CaO）結(jié)合成穩(wěn)定的磷酸鈣，其反應(yīng)式可表示為：2[P]+5(FeO)+4(CaO)==(4CaOP2O5)+5[Fe] 或 2[P]+5(FeO)+3（CaO）=(3CaO2P2O5)+5[Fe] 磷的氧化在鋼渣界面進(jìn)行，按爐渣分子理論的觀點(diǎn)，反應(yīng)式如下： 2[P]+5(FeO)=（P2O5）+5[Fe]Q1（1）3（FeO）+（P2O5）=（3 FeOP2O5）Q（2）（3 FeOP2O5）+4(CaO)=(4CaOP2O5)+ 3（FeO）Q（3）有式（1），（2），（3）可推導(dǎo)出（4）： 2[P]+5（FeO）+4（CaO）=(4CaOP2O5)+5[Fe](4)式（4）表明，高堿度、高氧化性渣對脫磷有利，去磷是放熱反應(yīng)，故從熱力學(xué)講低溫條件有利于去磷反應(yīng)的進(jìn)行。（1）氧化性對爐渣去磷能力影響的理論分析由上式不難看出（FeO）在脫磷過程中起雙重作用，一方面作為磷的氧化劑起氧化磷的作用；另一方面充當(dāng)把（P2O5）結(jié)合成（3 FeOP2O5）的基礎(chǔ)化合物的作用?？梢哉J(rèn)為渣中存在（FeO）是去磷的必要條件。由于（3 FeOP2O5）在高于1470℃時(shí)不穩(wěn)定的，因此只有當(dāng)熔池內(nèi)石灰熔化后生成穩(wěn)定的化合物(4CaOP2O5)才能達(dá)到去磷的目的。（2）爐渣堿度對爐渣去磷能力的影響理論分析CaO具有較強(qiáng)的脫磷能力，(4CaOP2O5)在煉鋼溫度下很穩(wěn)定，因此，提高爐渣堿度可以提高脫磷的效率。但不能無止盡的提高爐渣的堿度，如果CaO加入過多，爐渣的熔點(diǎn)增大，CaO顆粒不能完全熔入爐渣，則導(dǎo)致爐渣的流動(dòng)性減弱，黏度增強(qiáng)，從而影響脫磷反應(yīng)在鋼液與爐渣之間的界面進(jìn)行而降低脫磷效果。另外，爐渣堿度與氧化鐵的活度也有關(guān)系，過高堿度減少氧化鐵的活度，從而降低脫磷效果。（3）溫度對爐渣去磷能力影響的理論分析溫度對去磷反應(yīng)的影響從兩個(gè)方面來看：一方面，去磷反應(yīng)是放熱反應(yīng)，高溫不利于去磷，然而，熔池溫度的提高，將加速石灰的熔化，提高熔渣堿度，從而提高磷在爐渣和鋼水中的分配比；另一方面