钢铁生产中的脱磷

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钢液脱磷机理

（3）P2O5的活度系数
Turkdogan,E.T得出的不同温度下碱性炉渣中与渣组成的关系如图1.4：
图1.4渣组成对P2O5活度系数的影响
据此可知碱性氧化物含量高时有利于脱磷，从热力学角度考虑随着温度的提高
脱磷效果降低。渣组成和温度与P2O5活度系数的关系式表示为：
综合以上四式可得：
图1.5铁液中元素氧化的ΔGθ－T图
据此可以求出钢中磷含量，要使钢液有效脱磷，根据热力学因素的研究，可以着重从以下几方面来探讨合理的措施：
(1)温度的影响：钢渣界面上产生的脱磷反应是放热反应，(1-9)式指出KP随反应温度的降低而增大，即低温有利于脱磷；随着KP的增大钢中磷向渣中转移力度加大，[% P ]降低。
(2)炉渣氧化性的影响：钢液中的磷被渣中氧氧化后生成P2O5，然后和CaO作用生成3CaO·P2O5或4CaO·P2O5进入渣中，渣中氧主要由(FetO)提供，(FetO)对脱磷的影响有合适的范围；一方面氧化脱磷中保持一定的氧是必须的，另一方面(FetO)量的增加必然使其它脱磷剂的含量减少。
由于渣中O2-和PO43-的热力学数据尚不清楚，故不能对上式做定量热力学分析。为了对熔渣－钢液脱磷反应的平衡做定量计算，Turkdogan,E.T建议把[P]和[O]反应生成的五氧化二磷进入渣中后作为一个组分(P2O5)看待，脱磷反应简单的写为：
因为炼钢过程中上式的[P]及[O]都很低，所以可以认为[aP]≈[%P]，[aO]≈[%O]，由上式得到钢中平衡磷含量的计算式为：
1.5 钢液脱磷机理
1.4.1 脱磷原理
根据脱磷产物中磷存在的价位不同，有氧化脱磷和还原脱磷两种基本方法。见图1.2所示。反应的发生主要取决于体系的氧含量：当体系中氧含量小于10-18时，磷在渣中稳定的存在形式为P3－（磷化物），称为还原脱磷；当体系中的氧含量大于10-17时，磷在渣中稳定的存在形式为P5+（磷酸盐），称为氧化脱磷。在实际生产中，除一些特殊钢种需还原脱磷之外大都使用氧化脱磷的方法。

三相电弧炉炼钢氧化期脱磷

氧化期脱磷反应化学方程式：
氧化期脱磷：
反应生成物磷酸铁仅在低温时稳定
使（P205）进一步生成更稳定化合物，
才能确保磷去除
炉温上升后，磷酸铁会发生分解而产生回磷
氧化期脱磷：
渣中的 (CaO）与(P205)反应：
2[Fe2P]＋5(FeO)＋4(CaO)＝(CaO)4·P205＋9[Fe]＋Q放热
三、渣量
放渣
另造新渣
强化脱磷过程工艺条件：
四、钢液化学成分
钢液
Si
C
M 与氧的亲和力 n
大于磷
强化脱磷过程工艺条件：
五、扩散条件
熔渣粘度低流动性好
THANKS
三相电弧炉炼钢—氧化期脱磷
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
氧化期脱磷：
钢液
[Fe2P]
磷化铁
氧化期脱磷：
钢液的脱磷是利用磷的氧化反应在熔池的钢渣界面上进行
2[Fe2P]＋5(FeO)＝(P205)＋ 9[Fe]
(P205)＋3(FeO)＝ 2[Fe2P(F]＋e08)(3F·PeO20)5＝(FeO)3·P205＋9[Fe]＋ Q放热
强化脱磷过程工艺条件：
一、炉渣成分
熔渣中 (CaO）浓度（FeO）浓度
一般炉渣碱度R=2～3
wFeo=15%～20％
强化脱磷过程工艺条件：
二、温度
脱磷反应是放热反应较低温度时有利于脱磷
控制脱磷温度要适当
强化脱磷过程工艺条件：
三、渣量
降低渣中（P205）的浓度
增大渣量
强化脱磷过程工艺条件：

钢铁生产中的脱磷

磷对钢材低温冲击韧性的危害的高强度钢材对磷含量要求特别严格。
❖ 磷是表面活性杂质，易在晶界上偏析引起裂纹。 ❖ 磷在晶界的偏析度随回火温度的升高而降低；
磷在晶界偏析对钢材的危害 ❖ 随磷含量的增加而上升； ❖ 随着晶界中磷含量的增加，钢材脆性转变温度线性提高； ❖ 提高钢中Ti含量可以减轻甚至消除晶界上磷的偏析，抑制磷的危害。
钢铁生产中的脱磷
北京 2007.7
❖ 磷在钢中的危害
❖ 脱磷反应
提纲 ❖ 转炉脱磷工艺
❖ 铁水预处理脱磷工艺
❖ 钢水炉外脱磷工艺
❖ 杂质与钢水的纯净度
❖ 磷对钢材韧性的危害
磷❖ 磷在对钢钢材低中温冲的击危韧性害的危害 ❖ 磷在晶界偏析对钢材的危害
❖ 磷对钢材断裂韧性的危害
❖ 不同钢种对磷含量的要求
质杂量。质ห้องสมุดไป่ตู้质元元素素对钢对材的钢性材能影性响主能要包的括强影度、响塑性、耐蚀性等，如表所示。
下两表给出钢中不同杂质元素对钢材性能的影响。从表中可以看出，磷的危害是：
杂质元素❖对❖降低降钢钢低材钢材的材热的性变韧形性能性的影响
❖ 降低钢材的浇铸性同时，磷可以提高钢材的强度，提高钢材的耐磨性和抗腐蚀能力。
• 低温
• 高碱度渣
❖炼钢过程的脱磷反应在渣—金属间进行，渣中(CaO)高的碱性操作可以脱磷
。据此脱磷反应可以按下式进行： ❖（1）分子论形式的表达式
脱磷反应热力学 ❖2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO·P2O5)+5 Fe(l) ❖2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5
❖顶吹超音速纯氧射流 ❖吹炼后期熔池搅拌减弱 ❖后期渣—钢反应偏离平衡 ❖热效率高

铁水转炉吹氧脱磷工艺-概述说明以及解释

铁水转炉吹氧脱磷工艺-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铁水转炉吹氧脱磷工艺是钢铁生产中常用的一种去除磷元素的工艺方法。

在铁水中磷元素的含量对钢铁的性能有着重要影响，因此需要采取相应措施进行去除。

吹氧脱磷工艺通过向铁水中吹入氧气，利用氧气与磷元素的化学反应，在高温条件下将磷元素氧化移除，从而减少磷元素含量，提高钢铁的质量和性能。

本文将详细介绍铁水转炉吹氧脱磷工艺的原理、步骤以及其在钢铁生产中的应用。

通过对该工艺的深入探讨，可以更好地了解吹氧脱磷的作用机制和优势，为钢铁生产提供技术支持和参考。

1.2 文章结构1.3 目的本文旨在深入探讨铁水转炉吹氧脱磷工艺，通过对该工艺的原理、步骤、优势以及应用前景进行分析，旨在说明吹氧脱磷工艺在钢铁生产中的重要性和价值。

同时，通过总结工艺的特点和优势，为相关行业提供参考，促进该工艺的广泛应用，提高生产效率，降低成本，推动钢铁行业的可持续发展。

2.正文2.1 铁水转炉工艺概述：铁水转炉是一种用于炼钢的高炉，它是一种旋转的容器，通常由耐火材料和金属外壳构成。

在钢铁冶炼过程中，铁水转炉扮演着至关重要的角色。

铁水转炉工艺通常用于生产高品质的钢铁，其主要特点是操作简单，生产效率高，并能够满足不同规格和质量要求的钢铁生产。

在铁水转炉中，主要通过向铁水中吹入氧气使其氧化，从而提高炉内温度，促使不同元素的相互作用，达到脱除杂质的目的。

铁水转炉通常配有各种喷嘴和氧气喷嘴，以确保充分的氧化反应和高效的燃烧过程。

铁水转炉工艺的优点包括：1. 生产效率高：铁水转炉可以持续生产，操作简单，生产效率高。

2. 能够生产高品质钢铁：通过吹氧脱磷等工艺，可以去除杂质，生产高品质的钢铁。

3. 适用范围广：铁水转炉可以生产各种规格和质量要求的钢铁，适用性广泛。

总的来说，铁水转炉工艺在钢铁冶炼领域具有重要的地位，其优点包括高效、高质以及适用范围广泛，为钢铁行业的发展做出了重要贡献。

2.2 吹氧脱磷的原理2.3 吹氧脱磷的步骤:吹氧脱磷是铁水转炉炼钢过程中的关键环节之一，其步骤主要包括以下几个方面：1. 吹氧开始: 在铁水转炉底部喷入高纯度氧气，形成氧吹。

金属冶炼中的脱硫与脱磷技术

常用方法
生物浸出法和生物吸附法。
优点
环保友好，操作简便，成本低廉。
02
01
缺点
微生物培养条件较为苛刻，且对某些金属冶炼过程的应用尚在研究阶段。
04
03
04 脱硫与脱磷技术的比较与选择
技术比较
脱硫技术
主要采用物理或化学方法，将金属矿石中的硫化物去除，常用的
技术包括浮选法、焙烧法等。
脱磷技术
通常采用化学方法，通过添加适当的还原剂或酸，将矿石中的磷氧化物还原或溶解，再将其去除，常用的技术包括还原焙烧法、
重力脱硫
利用矿物密度不同，通过重选将硫化物与其它矿物分离，如摇床、溜槽等。
化学脱硫技术
焙烧脱硫
通过高温氧化作用将硫化物转化为硫酸盐或硫氧化物，再用水或酸进行浸出，从而达到脱硫的目的。
化学沉淀法
向含硫溶液中加入适当的沉淀剂，使硫化物沉淀下来，从而实现脱硫。
生物脱硫技术
生物浸出法
利用微生物的氧化作用将硫化物转化为可溶性的硫酸盐，再通过洗涤、过滤等手段去除。
生物堆浸法
将矿石堆积在特定的场地，通过自然界的微生物氧化作用将硫化物转化为硫酸盐，再用水冲洗去除。
03 金属冶炼中的脱磷技术
氧化脱磷技术
原理
通过向熔融金属中加入氧化剂，将磷氧化成磷氧化物，从而降低金属中的磷含量。
常用方法
熔融氧化法和炉渣处理法。
优点
操作简单，适用于大多数金属冶炼过程。
02
对金属材料性能的影响
硫和磷的存在会影响金属材料的机械性能，如硬度、韧性和耐腐蚀性等。的存在会导致金属表面出现斑点、锈蚀等现象，影响金属制品的外观质量。
硫与磷的来源

脱磷

脱磷
化学现象
01 变化规律
03 炼钢反应
目录
02 反应方程式
磷在钢中的存在形式通常认为是以磷化物的形式存在。在液态钢中，一般以〔P〕表示，磷使钢产生“冷脆”。所以脱磷反应常应用于炼钢中，为了除去有害杂质P。
变化规律
在吹炼的最初阶段(约4分钟)，由于硅、锰与氧的结合力大，所以要等硅锰氧化到较低时磷才开始氧化，而且磷的氧化速度也不大，约0.007-0.016%/分，此时脱碳速度也不大，吹炼中期，硅锰已基本氧化，此时进入碳、磷氧化阶段，磷的氧化速度约0.0013-0.021%/分，一般吹炼到一定时间，磷可达到规格之下，而且由于炉内温度还不太高，所以只要化渣高R、高FeO、大渣量、低温，增大渣量的目的是稀释(4CaO·P2O5)的浓度。
另：造粘度较大的泡沫渣有利于脱磷，但粘度不宜过大。在一般情况下当炉渣碱度2.5~3.0，(FeO)控制在 15-20%脱磷最佳。为实现炼钢中的脱磷目的，以FeO为氧化剂，以CaO为磷氧化产物的稳定剂，在酸性炉渣条件下是不可能进行脱磷操作的。
实验研究证明，磷在钢凝固过程中偏析聚集在晶界处，很少量的磷，例如0.01%(100ppm)即可使钢呈现低温脆性。冶炼普通钢要求将磷降到0.030%～0.040%，而低温用钢如寒冷地带钻井平台用钢、液化气体储存和输送用钢等要求含磷低到0.002%～0.003%(即20～30ppm)。因此，脱磷是炼钢过程的主要任务之一。
感谢观看
炼钢反应
dephosphorization in steelmaking
脱除钢液中有害杂质磷的物理化学过程。在高炉连续铸钢炼铁时，原料中的磷几乎全部还原到生铁中，随着铁矿石磷含量的不同，生铁中的磷可达0.1%～1.0%，特殊的可高达2.0%以上。铁合金中同理也含有相当多磷。磷使钢材在低温下变脆，即产生“冷脆”现象。

钢铁冶金原理第五章钢铁冶金原理-脱磷剖析

LP
[%P]
%P2O5
LP
ks
P2O5
A Vm
s m
MP M P2O5
；
km
P
A Vm
分析：
Hale Waihona Puke （1）若km ksLP ，则[P]在钢水中的传质为限制性环节。
vP
km %P
%P2O5
LP
当LP很大， vP km %P
（2）若 km ks LP，则（P2O5）在渣中的传质为限制性环节。
机理：
⑴ 由炉气向金属液供氧：O2→(FeO)→[O]； ⑵ [P]、[O]向钢-渣界面传质；
⑶ 界面化学反应[P]+ [O]= (PO43-)； ⑷ (PO43-)由界面向渣中传质。
§5.3.2 氧化脱磷反应速率
生产实践表明，脱磷速度很快，在转炉中后期已达到平衡，同时从渣中向金属液的传氧也很快。据川合和森克等人研究，P 在CaO—SiO2—FeO系炉渣中和金属液中的传质系数分别为：
钢材含[P]要求：
普通钢[P]≤0.045%，优质钢[P]≤0.03%，高级优质钢[P]≤0.025%，低P钢[P]：0.008%-0.015%。
§5.2 磷氧化去除的条件
钢水中的P与C也存在选择氧化的问题，低温下P先氧化，形成3FeO.P2O5。如平炉熔化期P可氧化80-90%，但在碱性底吹转炉中，由于大量C的氧化，使熔池中 (%FeO) 很低，石灰难熔，只有 C 大量氧化后，渣中 (%FeO)↑→(%CaO)↑→P才开始大量氧化，在氧气顶吹转炉中，由于渣中(%FeO)一直较高，石灰熔化快，C、P一起氧化。
1600℃时， lg KMgO 2.07 ，

吹炼过程中的脱磷和脱硫

吹炼过程中的脱磷和脱硫摘要：炼钢过程中的脱磷及脱硫所必须具有的条件、影响它的因素。

1前言炼钢过程中，脱碳是至关重要的，对于铁水中。

含有的有害元素S、P的去除则更为重要。

虽然近年来铁水预处理技术有很大的发展，减轻了转炉炼钢过程中的脱磷和脱硫任务但是在吹炼过程中硫、磷的去除仍应该引起我们的高度重视，否则会影响的质量。

2吹炼过程中的脱磷磷是易氧化元素，在转炉吹炼前期发生氧化反应：2[P]+5(FeO)=(P2O5)+5Fe然后，再于渣中的（CaO）反应，生成稳定的化合物(P2O5)＋n（CaO）=n（CaO. P2O5）冶炼中磷的氧化去除反应为：2[P]+5(FeO) ＋n（CaO）= n（CaO. P2O5）+5Fe式中n为3或4，炉渣中的（FeO）和（CaO）越多，越利于磷的去除。

吹炼达到终点时由于钢水温度升高，钢液中含碳量不同，对渣中（FeO）含量有影响。

因而影响终点磷含量。

在工业生产中，为了减少回磷现象，通常的办法是保证冶炼后期炉渣为高碱度，并化好渣，适当保持一定的（FeO）含量，以便稳定去磷效果。

为了去磷，吹炼过程中，应根据去磷的热力学条件，首先要搞好前期渣，尽快形成高氧化性的炉渣，以利于前期低温去磷。

而在吹炼后期要控制好炉渣碱度和渣中的（FeO），以利于后期高温、高碱度、高（FeO）脱磷。

当脱磷反应达到平衡时，用浓度来表示的平衡常数为：Kp= (P2O5)/[p]2(FeO)5(CaO)4常用磷在炉渣和金属中的分配比来表示脱磷能力，其表示方法很多。

常用L p=(P2O5)或Lp= (P2O5)/ [p].Lp越大，炼钢过程中脱磷能力也越大。

平衡常数和温度的关系：Lg=51875/T-33.16从脱磷反应的反应式、平衡常数及温度关系，可知影响脱磷的因素有：2.1炉渣碱度的影响。

由分配比公式可知：渣中的CaO越高，分配比越高，脱磷能力就越强。

CaO的脱磷作用在于：它能使P2O5生成稳定的磷酸钙。

转炉脱磷及深脱磷

转炉脱磷工艺近年来，随着我国钢材的发展，对低磷钢的生产要求越来越高，对高级别钢特别是低磷钢的需求大大增加，这些产品对钢中磷的质量分数提出了很高的要求，大多要求磷含量低于0.015%；低温用钢管、特殊深冲钢、镀锡板要求钢中磷低于0.010%；一些航空、原子能、耐腐蚀管线用钢要求磷低于0.005%，所以超低磷钢将成为以后发展的主要方向。

下面是关于国内外对超低磷钢的生产研究。

以及现场的一些主要工艺过程。

一国际上对超低磷钢的研究日本发明的转炉脱磷工艺主要方法有：JFE的LD-NRP法，住友金属的SRP法，神户制钢的H炉，新日铁的LD-ORP法和MURC法。

其操作方式住友有两种，第一种是采用两座转炉双联作业，一座是脱磷，另一座接受来自脱磷炉的低磷铁水脱碳，即“双联法”，典型的双联法工艺流程为：高炉铁水—铁水预处理—转炉脱磷—转炉脱碳—二次精炼—连铸;第二种是在同一座转炉上进行铁水脱磷和脱碳，类似传统的“双渣法”。

德国发明的转炉脱磷工艺：TBM工艺（蒂森底吹技术)目前双联法是生产超低磷钢的最先进转炉炼钢法，其主要优势是：炉内自由空间大，允许强烈搅拌钢水，顶吹供氧，高强度底吹，不需要预脱硅，废钢比较高，炉渣碱度比较低，渣量低，处理后铁水温度较高（1350），脱磷效率明显提高。

1转炉脱磷新工艺1.1JFE福山制铁所福山制铁所，有两个炼钢厂（第二炼钢厂和第三炼钢厂）。

该制铁所是日本粗钢产量最好的厂家。

第三炼钢厂有2座320T的顶底复吹转炉，采用LD-NRP工艺（双联法），一座转炉脱磷，另一座转炉脱碳，转炉脱磷能力为450万t/a。

该厂1999年开始全量铁水转炉脱磷预处理。

转炉脱磷指标：吹炼时间为10分钟，废钢比为7%~10%；氧气流量为30000立方米/h，底吹气体为3000立方米/h；石灰消耗为10~15kg/t。

转炉脱碳指标：炉龄低于脱磷转炉，转炉在炉役前期用于脱碳，炉役后期用于脱磷，炉龄约7000炉；石灰消耗5~6kg/t。

专用转炉脱磷定义

专用转炉脱磷定义
专用转炉脱磷是一种钢铁冶炼工艺，用于降低钢铁中的磷含量。

在转炉冶炼过程中，将含有高磷含量的生铁或废钢加入转炉中，并通过氧气吹炼来氧化磷元素。

氧化的磷会形成磷酸盐，并通过被吹入的氧气或其他气体带离炉体，从而实现钢铁中磷含量的脱除。

这种脱磷方法可以有效地降低钢铁中的磷含量，提高钢材的质量和性能。

专用转炉脱磷通常采用两种方法进行操作：直喷法和底吹法。

直喷法是将含有高磷含量的生铁或废钢加入转炉中，同时通过氧气喷嘴将高压氧气喷射到炉料表面。

氧气在炉内与炉料中的磷反应，将其氧化成磷飞渣，然后通过氧气吹出口排出炉外。

这种方法在转炉冶炼过程中进行，可以实现较好的脱磷效果。

底吹法则是将转炉底部设置氧气吹口，以气体形式喷入炉底。

气体能够有效地搅动炉料，促进炉料和氧气的接触，并加速磷元素的氧化反应。

炉底吹气法可以提高脱磷速度和脱磷效果，但同时也增加了炉底的磨损和耐火材料的消耗。

专用转炉脱磷方法具有高效、灵活、可控性好等优点，可以根据钢铁的不同需求和磷元素的含量来选择适当的操作方法。

通过脱磷工艺，可以有效地降低钢铁中的磷含量，提高钢材的质量和性能，同时满足不同领域的使用要求。

钢铁生产中的脱磷

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脱磷反应热力学
❖炼钢过程的脱磷反应在渣—金属间进行，渣中(CaO)高的碱性操作可以脱磷。据此脱磷反应可以按下式进行： ❖（1）分子论形式的表达式 ❖2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3Ca O·P2O5)+5Fe(l) ❖2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4Ca O·P2O5)+5Fe(l) ❖（2）离子形式表达式 ❖ 2[P]+5[O]+3(O2)=2(PO3-4) ❖脱磷反应平衡常数KP可以简化为：
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转炉脱磷工艺的技术优化
工况A 工况B
铁水 [%P]
0.11
钢水 [%P]
脱磷量 (kg/t钢)
0.01
0.1
生成P2O5 量(kg/t钢)
2.29
处理温度℃ 1350
1650
(%TFe) 10 15
(%CaO) 30 55
LP2 /LP3
468 262 917.7 99.4
渣量 kg/t钢
整理版ppt
54
ＯＲＰ工艺
❖ 铁水脱硅在高炉出铁槽中进行，吨铁脱硅剂加入量一般为30kg，铁水脱磷在混铁车中进行，吨铁脱磷剂(铁矿石粉或烧结矿粉)加入量一般为50kg，平均月处理铁水量已达20万ｔ，从1982年9月至1983年7月共处理铁水量已达204万ｔ。高炉出铁硅目标值为[si]≤0.15%；脱磷工序目标值视冶炼钢种要求而异，当冶炼低磷钢时，要求处理后的铁水含磷量为[Ｐ]0.01%～0.02%；炼普碳钢时要求铁水含磷量为[Ｐ]0.03%～0.05%。
整理版ppt
NK-CB (高碳钢)
35

钢液脱磷机理

1.4.2 钢液氧化脱磷机理
钢铁冶炼过程中除少数钢种采用还原脱磷外，绝大多数都通过氧化法脱磷。以
CaO碱性渣脱磷为例，反应式可按下式进行：
（1）分子论形式的表达式：
2[P]＋5(FeO)＋3(CaO)=(3CaO·P2O5)＋5Fe(l) (1-1)
2[P]＋5(FeO)＋4(CaO)=(4CaO·P2O5)＋5Fe(l) (1-2)
（3）P2O5的活度系数
Turkdogan,E.T得出的不同温度下碱性炉渣中与渣组成的关系如图1.4：
图1.4渣组成对P2O5活度系数的影响
据此可知碱性氧化物含量高时有利于脱磷，从热力学角度考虑随着温度的提高
脱磷效果降低。渣组成和温度与P2O5活度系数的关系式表示为：
综合以上四式可得：
图1.5铁液中元素氧化的ΔGθ－T图
据此可以求出钢中磷含量，要使钢液有效脱磷，根据热力学因素的研究，可以着重从以下几方面来探讨合理的措施：
(1)温度的影响：钢渣界面上产生的脱磷反应是放热反应，(1-9)式指出KP随反应温度的降低而增大，即低温有利于脱磷；随着KP的增大钢中磷向渣中转移力度加大，[% P ]降低。
(2)炉渣氧化性的影响：钢液中的磷被渣中氧氧化后生成P2O5，然后和CaO作用生成3CaO·P2O5或4CaO·P2O5进入渣中，渣中氧主要由(FetO)提供，(FetO)对脱磷的影响有合适的范围；一方面氧化脱磷中保持一定的氧是必须的，另一方面(FetO)量的增加必然使其它脱磷剂的含量减少。
（2）离子式的表达式：
衡量脱磷效果的指标主要有：
（1）脱磷率
脱磷率的定义式为：
在温度、钢中氧含量等其它条件相同时从熔渣方面来考虑，钢液的脱磷率是熔渣的脱磷能力和渣量综合作用的结果。渣量一定时熔渣的脱磷能力越强，脱磷率越大；在熔渣脱磷能力一定时情况亦然。但增大渣量有一定限度，过大渣量会导致原材料消耗增加，冶炼时间延长，内衬腐蚀严重，恶化冶炼等不利后果，造成冶炼成本上升，使用脱磷能力强的脱磷渣生产低磷钢、超低磷钢一直是研究的重点。

炼钢脱磷剂配方

炼钢脱磷剂配方炼钢是一种重要的冶金工艺，其中脱磷是一个关键的步骤。

脱磷剂是用于去除炼钢过程中产生的磷元素的一种化学物质。

本文将介绍一种常用的炼钢脱磷剂配方及其作用。

一、脱磷剂的作用炼钢过程中，原料中的磷元素会对钢的性能产生负面影响。

磷元素会降低钢的强度和韧性，增加钢的脆性，同时还会对钢的冷加工性能产生不利影响。

因此，需要在炼钢过程中加入脱磷剂，将磷元素从钢中去除，以提高钢的质量和性能。

二、炼钢脱磷剂的配方常用的炼钢脱磷剂配方是以石灰、氧化铁和氟化钙为主要原料，配合其他助剂进行调配。

具体配方如下：1. 石灰：石灰是一种常用的脱磷剂原料，它可以与磷形成不溶性的磷酸钙沉淀，从而将磷元素去除。

石灰的质量比例通常为20%~30%。

2. 氧化铁：氧化铁是另一种常用的脱磷剂原料，它可以与磷形成稳定的化合物，将磷元素固化在炉渣中。

氧化铁的质量比例通常为10%~20%。

3. 氟化钙：氟化钙是一种重要的助剂，它可以提高脱磷剂的脱磷效果。

氟化钙的质量比例通常为5%~10%。

4. 其他助剂：为了进一步提高脱磷剂的性能，可以添加一些其他助剂，如硅酸盐、氧化镁等。

这些助剂的质量比例通常为5%~10%。

以上是一种常用的炼钢脱磷剂配方，不同的钢种和工艺条件可能需要调整配方中各个原料的比例，以达到最佳的脱磷效果。

三、脱磷剂的使用方法脱磷剂在炼钢过程中的使用方法通常有两种：一种是直接加入到炉渣中，另一种是加入到炼钢炉中。

1. 直接加入到炉渣中：这种方法适用于转炉炼钢和电炉炼钢等工艺。

在炼钢过程中，将脱磷剂按照一定比例加入到炉渣中，通过与炉渣中的磷元素反应，将磷元素转移到炉渣中。

2. 加入到炼钢炉中：这种方法适用于炼铁转炉炼钢等工艺。

在炼钢过程中，将脱磷剂按照一定比例加入到炼钢炉中，通过与炼钢炉中的磷元素反应，将磷元素转移到炉渣中。

无论是直接加入到炉渣中还是加入到炼钢炉中，都需要根据具体的工艺条件和脱磷要求来确定脱磷剂的使用方法和使用量。

钢铁冶金原理第五章钢铁冶金原理-脱磷剖析

§5.2.1 炼钢过程中P的氧化反应
（1）4P 5O2 2P2O5g
G0 2651859 890.34TJ mol1
（2）2P 5O P2O5g
G0 742032 532.71TJ mol1
（3）2P 8FeO 3FeO P2O5 5Fe G0 413575 245.46TJ mol1
写成 4CaO P2O5 ，因它们的稳定性接近。
2P 5O 4CaO 4CaO P2O5 G0 338600 142.05T (J mol1)
lg K 74000 31.05 T
， lg K1873 8.46
2P 5O 3CaO 3CaO P2O5 G0 343000 143.35T (J mol1)
23CaO P2O5 3SiO2 32CaO SiO2 P2O5
2P2O5 10C 4P 10CO
23CaO P2O5 3SiO2 10C 32CaO SiO2 4P 10COg
P是钢液中的有害元素，在炼钢过程中，尽可能除去P。P溶于铁液中放出大量的热，形成Fe2P、Fe3P，说明P、Fe原子有较强的亲和力，在固态铁中形成置换固溶体。P在γ-Fe中的溶解度0.5%，在α-Fe中的溶解度2.8%。P会使钢的强度、硬度增大，塑性、韧性变坏，钢水凝固时，P原子富集在晶界处，使钢产生冷脆，从室温降到0℃以下时，产生脆裂。
2P 5(FeO) 4CaO 4CaO P2O5 5Fe
lg KP lg
a4CaOP2O5
%P
2
a5 FeO
a4 CaO
40067 15.06 T
KP
a4CaOP2O5
a
2 P
aF5eO
aC4aO
X 4CaOP2O5 %P 2 aF5eO aC4aO

金属冶炼中的脱硫与脱磷

产物分离
将脱硫产物与金属分离，得到纯净的金属。
金属熔炼
将纯净的金属进行熔炼，得到最终产品。
脱硫的实践与案例
钢铁脱硫
钢铁工业中常用的脱硫方法有喷粉法、夹套式反应罐法和悬浮法等。其中，喷粉法是最常用的方法之一，可以有效降低钢铁中的硫含量。
有色金属脱硫
对于铜、铝等有色金属，常用的脱硫方法有酸洗、氧化等。这些方法可以有效去除有色金属中的硫化物杂质，提高金属的品质和加工性能。
化学法
通过化学反应将硫化物转化为其他形态或将其从金属中分离出来的方法，如酸洗、氧化等。
生物法
利用微生物的代谢作用将硫化物转化为可溶性物质或将其从金属中分离出来的方法。
脱硫的工艺流程
原料准备
对原料进行破碎、筛分、混合等预处理，以便
后续处理。
脱硫处理
根据所选择的脱硫方法和技术，对原料进行脱
硫处理。
脱磷的工艺流程
熔融金属的制备
将原料加入高温熔炉中熔化，形成熔融金属。
脱磷剂的添加
根据需要加入适量的脱磷剂。
脱磷反应
在一定的温度和压力下进行脱磷反应，使磷元素与脱磷剂反应生成不溶于金属的化合物。
过滤与分离
将生成的化合物通过过滤等方法从熔融金属中分离出来。
金属的浇注
将脱磷处理后的熔融金属浇注入铸模中，冷却凝固后得到所需的金属材料。
03
脱硫与脱磷在金属冶炼中的关系
脱硫与脱磷的相互影响
脱硫和脱磷在金属冶炼过程中是相互关联的，因为它们都涉及到去除杂质和有害元素。
脱硫和脱磷的相互影响主要体现在它们对金属冶炼过程的影响上。
脱硫和脱磷的相互影响还表现在它们对金属产品质量的影响上。

钢液脱磷、脱硫炼钢过程

4
一、钢液的脱磷
磷的分配
(％Ｐ２Ｏ５ ) [％Ｐ]2
LP
(%4CaO.P2O5 ) [%P]2
LP主要取决于熔渣成分和温度。不管LP采用何种表达，均表明了熔渣的脱磷能力，LP越大说明脱磷能力越强，脱磷越完全。
一、钢液的脱磷
影响脱磷反应的因素 •炼钢温度的影响。脱磷反应是强放热反应，如熔池温度降低，
作为磷的氧化剂，(FeO)可增大aFeO，而作为碱性氧化物可降低γP2O5，因此，随着炉渣(FeO)含量增加，LP增大，促进了脱磷，但作为炉渣中的
碱性氧化物(FeO)脱磷能力远不及(CaO)，当炉渣中的(FeO)含量高到一定程度后，相当于稀释了炉渣中(CaO)的浓度，这样会使炉渣的脱磷能力下降。 FeO对脱磷的综合影响：R＝2.5～4.0，（FeO）20%左右，有利于脱磷。
一、钢液的脱磷
•渣量的影响
增加渣量意味着稀释4CaO·P2O5浓度，有利于脱磷。对100Kg炉料进行平衡计算，可以得到磷的分配关系：
100P料 W金 %P W渣 %P W金 LPW渣 %P
改写为：
%P 100P料
W金 LPW渣
式中：∑P料—100㎏炉料中带入的磷量；W金—金属量，㎏；
W渣—渣量，㎏。
一、钢液的脱磷
•热力学条件“三高一低”：高碱度（3~4），高氧化铁（15～ 20%），大渣量，低熔池温度。脱磷的条件：高碱度、高氧化铁含量（氧化性）、良好流动性熔渣、充分的熔池搅动、适当的温度和大渣量。
一、钢液的脱磷
回磷现象
要保证钢水脱磷效果，必须防止回磷现象。回磷现象就是磷从熔渣中又返回到钢中，多发生在钢包内。成品钢中磷含量高于终点磷含量也属回磷现象。
并非越高越好，加入过多的石灰，化渣不好，炉渣变粘，影响流动性，对脱磷反而不利。

钢铁生产中的脱磷

联合脱磷法的应用：广泛应用于钢铁、有色金属和化工等领域，是实现资源高效利用和环境保护的重要技术之一。
PART FOUR
简介：氧化钙基脱磷剂是一种以氧化钙为主要成分的脱磷剂，具有较高的脱磷效率和较低的渣量。
种类：包括石灰石、生石灰和消石灰等。
选择依据：根据钢铁生产的原料和工艺条件，选择合适的氧化钙基脱磷剂。
汇报人：XX
经验总结：在钢铁生产中，通过实践经验总结出脱磷的工艺流程、操作要点和注意事项。
改进建议：针对现有脱磷技术的不足，提出针对性的改进措施和建议，以提高脱磷效果和降低生产成本。
案例分析：通过实际案例的分析，深入探讨脱磷技术在钢铁生产中的应用效果和优化方向。
未来展望：展望未来钢铁生产中脱磷技术的发展趋势和研究方向，为钢铁产业的可持续发展提供支持。
脱磷剂的种类：常用的脱磷剂有石灰石、白云石、氧化钙等，它们在高温下与铁水中的磷反应，生成相应的磷化合物。
脱磷剂的加入方式：脱磷剂可以通过加入勺子、喷枪或机械搅拌等方式加入铁水中，使其与铁水充分混合，提高脱磷效率。
脱磷是钢铁生产中的重要环节，可以降低钢中的磷含量，提高钢材的质量和性能。
脱磷可以防止钢中出现冷脆现象，提高钢材的耐久性和可靠性。
除
工艺流程：向铁水中加入钙系脱磷剂，搅拌均匀后静置，将渣与铁水分离，完成脱磷
优点：脱磷效率高，适用于各类钢铁生产
原理：利用镁与铁、磷的反应，生成稳定的化合物，从而实现脱磷
优点：脱磷效率高，适用于多种铁水条件
缺点：对设备腐蚀较大，需要严格控制反应温度和时间
应用场景：适用于钢铁生产中的脱磷处理
优点：可以有效降低钢铁中的磷含量，提高钢铁品质和性能；减少生产过程中的废弃物排放，降低环境污染。

钢铁生产中的脱磷工艺

钢铁生产中的脱磷工艺概述在钢铁生产过程中，磷是一种常见的杂质元素，它会对钢材的性能和质量产生负面影响。

因此，脱磷工艺在钢铁生产中扮演着重要的角色。

本文将介绍钢铁生产中常用的脱磷工艺及其原理。

传统脱磷工艺酸洗法酸洗法是一种常见的传统脱磷工艺。

该工艺通过用酸溶液浸泡钢铁材料，使其与磷化物反应生成水溶性的磷酸盐，从而实现脱磷的目的。

具体步骤如下：1.将钢铁材料浸入稀硫酸溶液中，经过一段时间的浸泡，磷酸盐会与硫酸反应生成水溶性的硫酸磷酸盐。

2.将浸泡后的钢铁材料取出，通过多次漂洗去除残留的酸溶液和磷酸盐。

3.经过以上处理，钢铁材料中的磷含量得到显著降低。

碱洗法碱洗法也是一种常用的传统脱磷工艺。

与酸洗法类似，碱洗法通过用碱性溶液处理钢铁材料，使其与磷化物反应生成水溶性的磷酸盐，实现脱磷的目的。

具体步骤如下：1.将钢铁材料浸入稀碱溶液中，经过一段时间的浸泡，磷酸盐会与碱反应生成水溶性的碱式磷酸盐。

2.将浸泡后的钢铁材料取出，通过多次漂洗去除残留的碱溶液和磷酸盐。

3.经过以上处理，钢铁材料中的磷含量得到显著降低。

传统的酸洗法和碱洗法相对简单，但存在一定的局限性，如处理时间较长、废液处理复杂等。

现代脱磷工艺湿法炼钢湿法炼钢是一种现代脱磷工艺，它结合了化学反应和物理分离的方法，能够高效地脱除钢铁中的磷元素。

该工艺主要采用以下步骤：1.将含有磷的钢铁熔炼成液态，在熔炉中添加适量的石灰石、氧化铁等脱磷剂。

2.通过控制温度和反应时间，使磷与脱磷剂发生反应，生成不溶于钢液中的磷酸盐。

3.通过过滤或离心等物理分离的方法，将含有磷酸盐的渣滓与钢液分离。

4.经过以上处理，钢液中的磷含量得到显著降低。

湿法炼钢脱磷工艺快速、高效，并能得到较高质量的钢材。

然而，它的设备和操作成本相对较高，需要进行废液处理等附加工作。

精炼炉脱磷法精炼炉脱磷法是一种在炼钢过程中进行脱磷的方法。

该工艺主要包括以下步骤：1.将含有磷的钢铁在精炼炉中进行加热和搅拌。

钢铁生产中的脱磷工艺教材课件

高碳钢种脱磷
高碳钢种对碳含量要求较高，脱磷过程中需控制好温度和氧势，避免过度氧化，同时保证脱磷效果。
不锈钢种脱磷
不锈钢种对磷、硫含量及夹杂物要求严格，需采用特殊脱磷剂和工艺，结合后期精炼处理，达到超低磷、硫含量及纯净度要求。
脱磷工艺的节能减排技术
01
02
03
高效脱磷剂
研发高效脱磷剂，降低脱磷剂消耗，减少副产物的生成，降低能耗和生产成本。
02
脱磷工艺原理
Chapter
化学脱磷反应
01
02
03
化学脱磷反应是利用碱性氧化物与磷的化合物之间的反应，将钢液中
的磷去除的过程。
在高温下，碱金属氧化物与磷的化合物反应生成磷酸盐和氧气，从而将磷从钢液中脱去。
常用的碱性氧化物包括氧化钙、氧化镁等，它们与磷的反应可表示为：3CaO + P2O5 ->
环保要求提高
随着环保意识的增强，钢铁企业需要采取更加环保的脱磷工艺，减少对
环境的污染。
新型脱磷剂的开发与应用
复合脱磷剂的研究
针对高磷铁水处理难题，研究开发新型复合脱磷剂，以提高脱磷效率和降低脱磷成本。
高效脱磷剂的应用
将新型高效脱磷剂应用于实际生产中，提高脱磷效果和降低能耗。
脱磷剂的再生与循环利用
05
脱磷工艺的挑战与未来发展
Chapter
高磷铁水的处理难题
01
高磷铁水成分复杂
高磷铁水中的磷含量较高，同时含有其他多种杂质元素，这增加了脱磷
的难度。
02
高效脱磷技术缺乏
目前，钢铁生产中常用的脱磷技术主要是机械搅拌法和喷吹法，但这些
技术在实际应用中存在一定的局限性，难以满足高磷铁水处理的需求。

转炉脱磷造渣工艺

转炉脱磷造渣工艺1. 引言转炉脱磷造渣工艺是钢铁生产过程中的一项重要工艺，用于去除炼钢过程中产生的磷元素，以保证钢铁产品的质量和性能。

本文将介绍转炉脱磷造渣的基本原理、工艺流程和关键技术。

2. 转炉脱磷造渣的原理转炉脱磷造渣是通过向钢水中添加磷灰石或其他磷源，利用氧气吹炼的过程中，在高温下将磷元素与其他元素反应生成易于脱离炉渣的化合物，实现磷的去除。

转炉脱磷造渣的原理可以归纳为以下几个方面：•磷灰石溶解法：磷灰石在高温下可以与钢中的溶解铁反应生成可溶解的化合物。

在转炉中加入磷灰石后，磷元素与炼钢过程中形成的氧化铁和砂状物质反应生成可溶解的磷化合物，随炉渣一起排出。

•气相反应法：在转炉脱磷过程中，通过向炉内注入氧气形成高温气氛，利用氧气与炼钢过程中产生的磷元素发生反应，生成易于脱离炉渣的磷化合物。

•硅酸盐溶解法：在炼钢过程中，添加硅酸盐类物质可以与磷元素反应生成低熔点的磷化合物，帮助磷元素更好地转移到炉渣中。

3. 转炉脱磷造渣工艺流程转炉脱磷造渣的工艺流程一般包括以下几个步骤：3.1 钢水准备在转炉脱磷造渣工艺中，首先需要准备好合适的钢水。

钢水的成分和温度对脱磷效果有很大的影响，通常需要控制好钢水的硫含量、温度和其他杂质含量。

3.2 炉前处理在转炉脱磷造渣工艺中，炉前处理是非常重要的一环。

通过炉前处理可以将钢水中的杂质和不洁物去除，以减少对转炉脱磷造渣工艺的影响。

3.3 加入磷源在转炉中加入适量的磷源是实现脱磷的关键步骤。

常用的磷源有磷灰石、磷矿石等，选择合适的磷源对脱磷效果有很大的影响。

3.4 氧气吹炼在加入磷源后，转炉中开始进行氧气吹炼处理。

氧气的注入可以改变钢水中的气氛，促进磷元素与其他元素的反应，生成易于脱离炉渣的化合物。

3.5 炉渣处理转炉脱磷造渣过程中产生的炉渣需要进行处理。

一般情况下，炉渣会经过冷却、处理、分离等步骤，将渣中的磷元素尽可能去除，以保证炉渣的质量和性能。

4. 转炉脱磷造渣的关键技术转炉脱磷造渣的关键技术包括以下几个方面：4.1 磷源选择选择合适的磷源对于脱磷工艺的效果至关重要。

钢铁生产中的脱磷

钢液脱磷机理

三相电弧炉炼钢氧化期脱磷

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铁水转炉吹氧脱磷工艺-概述说明以及解释

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脱磷

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吹炼过程中的脱磷和脱硫

转炉脱磷及深脱磷

专用转炉脱磷定义

钢铁生产中的脱磷

钢液脱磷机理

炼钢脱磷剂配方

钢铁冶金原理第五章 钢铁冶金原理-脱磷剖析

金属冶炼中的脱硫与脱磷

钢液脱磷、脱硫 炼钢过程

钢铁生产中的脱磷

钢铁生产中的脱磷工艺

钢铁生产中的脱磷工艺教材课件

转炉脱磷造渣工艺

钢铁冶金原理第五章钢铁冶金原理-脱磷剖析

钢铁冶金原理第五章钢铁冶金原理-脱磷剖析

钢液脱磷、脱硫炼钢过程