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对于绝大多数的钢种来说,磷是一个有害的元素。炼钢用铁水的磷含量变化很大,—%,%以上。因此脱磷是炼钢中最重要的精炼反应之一。
磷在钢液中以Fe2P形式存在。因为在Fe—P化合物中只有一个磷原子,通常用[P](或P)表示溶解在熔体中的磷。
在炼钢炉内脱磷首先是将磷氧化成P2O5,其反应式如下:
三式相加,得
脱磷反应实际的热力学条件:
。降低反应温度将使增大,所以较低的熔池温度有利于脱磷。
,增加渣中(CaO)可以增大γCaO ,使钢中[P]降低。
3.(FeO)的影响(FeO)对脱磷反应的影响比较复杂。在其它条件一定时,在一定限度内增加(FeO)将使磷在渣-钢间的分配比LP增大。
,通常在含磷熔铁中,增加[C]、[O]、[N]、[Si]和[S]等的含量可使f[P]增大,增加[Cr]的含量使f[P]减小,[Mn[和[Ni]对f[P]的影响不大。
[P]降低。因为增加渣量意味着稀释(P2O5)的浓度,从而使4CaO·P2O5浓度也相应地降低,所以多次换渣操作是脱磷的有效措施。
脱磷反应是典型的钢渣界面反应,首先渣的形成速率对脱磷有关键性影响。熔渣形成后,在钢渣界面上的反应速率很快,反应的限制性环节是界面两侧的传质。研究表明,多数情况下氧的传质不是限制性环节,脱磷速率是由界面两侧磷的传质所限制。
反应速率方程:
在同一氧压下碳和