不锈钢脱磷工艺分析

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ＫＥＹ ＯＲＤＳ ｄ ｐ ０ ｐ ０ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｓ ａ ｎ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌ ｗｅ ｋ ｏ ｉ ｉ ｉ ｇ ｄ ｐ ｏ ｐ ｏ ｉａ ｉ ｎ， Ｗ ｅ ｈ ｓ ｈ ｒｚ ｔ ｆ ｔ ｉ ｌｓ ｔ ｅ ， ｏ ａ ｘ ｄ ｚｎ ｅ ｈ ｓ ｈ ｒｚ ｔｏ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
（ ）碱金属 氧化 物及 其碳酸 盐渣 系 １
锂 、 、 的氧 化物及 其 碳酸盐 都 有应 用于 不锈 钠 钾 钢 或高 铬 合 金脱 磷 的研 究 报道 ， 尤其 是 碳 酸盐 的应 用研 究 。 因其熔 点低 ， 可不 用助熔 剂 。它也可 以作 为 助熔 剂与 其它 脱磷剂 配合 使 用 。碱 金属 氧化 物及 其 碳 酸盐 易挥 发 形 成烟 雾 ， 合 在 低温 下高 碳 合 金 的 适
如前 所述 ， ［ ］ 低 ［ ］ 低 ［ｉ有 利 于脱 磷 。 高 ｃ 、 Ｑ 、 ｓ］
但 从生产 实际 出发 ，ｃ ］ ［ ｉ配 入量 应 以最大 限度 ［ ｒ 、 ｓ］
不锈 钢 返 回料 中含 有 较 多的 硅 ， 化去 除时 易 氧 产 生大量 的渣 。 为保证 将 ［ｉ降至 很低 的水平 ， 加 ｓ］ 应 入适 量的 石灰造 渣 。 不锈 钢返 回料 中硅 取 ０ ８ ， ． 配 入量 按 ６ 考虑 ， 料 中硅 含量约 ０ ５ ， 求脱 ｏ 炉 、 要 磷 前 ［ｉ降 至 ０ １ 以下 ， 中应 吸收 的 ＳＯｚ 为 ｓ］ ． 渣 ｉ 量
３ 不锈 钢返 回吹氧 法脱磷 工 艺分析
３ １ 脱磷 基本 工艺 、
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典型 不锈 钢 １ ｒ８ ９的成 分 如表 ｌ Ｃ １Ｎｉ 所示 当采 用返 回法冶 炼进 行 不锈钢 脱磷 时 ， 传统 在
表 １ 不 锈 钢 １ ｒ ８ ９的 成 分 Ｃ ｌ Ｎｉ
Ｔ ｂ ｅ １ Ｃｏ ｏ ｉ ｏ ｆａ ｔ ｐ ｃ ｌ ｔ ｉｌ ｓ ｔ ｅ ｃ ｎ ａ ｎ ｎ Ｃｒ Ｓ ９ ａ ｌ ｍｐ ｓｔ ｎ ｏ ｙ ｉａ ａ ｎ ｅ ｓ ｓｅ ｌ ｏ ｔ ｉ ｉ ｇ １ ｌ Ｎｉ ｉ ｓ
工 艺 的基 础 上应增 加 如下几 个 环节 。 （）预脱 硅 。 １ 可采 用 吹氧法 结合熔 化过 程进 行 ， 将 硅降低 至 ０ １ 以下 ， 、 然后 扒 渣 。 （）脱磷 。 ２ 加入脱 磷剂 ， 造渣 脱磷 。 可在 ＥＡ Ｆ或
ＡＯＤ（ ＶＯＤ） 中进 行 。
碳 高 易引起 喷溅 ， 低设备 寿命 ， 降 一般 要求初 炼钢 水
１ 前言
目前 ， 不锈 锕 冶炼 主要 采 用 电弧炉 返 回 吹氧 法
２ 不锈钢脱磷的热力学 ２１ 锕液 成分 的影 响 ．
（ ）初 始硅 含量 的影 响 １
和炉外精炼法 。 它们可以有效利用废钢中的铬， 有利
于 降低 成本 ， 但钢料 一次 又一次 地循 环使 用 ， 易使钢 中 的磷 越来越 富集 ， 再加上 铬铁 等带 入 的部分磷 ， 钢
液很容易出现磷含量超标的现象 。 因此， 不锈钢脱磷 问题将会越来越突出。 众所 周知 ， 低温 、 高碱 度和 高氧化 铁渣 有利 于脱 磷 。返 回法冶 炼不 锈钢 因废钢 中含有 大量 易氧 化元
素铬 ， 无法 采用这 一传 统工 艺 。 在过去 相 当长一 段 时 间 ， 为 只有通过 还原 法才 能对 不锈钢 进行 脱磷 ， 认 但
８ ５ ｇ ｔ取 石 灰 中 Ｃ Ｏ一８ ， ｉ ， 灰 ． ７ｋ ／ ； ａ ５ ＳＯ 一３ 石
地 回收废 钢 中的 铬 和硅 为前 提 ， 因而 工 艺研 究 应针 对 不锈 钢废 料 进行 。对 １ ｒ８ ９ 返 回料 ， Ｃ ｌＮｉ钢 将配料 成 分定为 铬 １ 左 右 ， ０ ５ 左 右 。碳 含 量对脱 ６ 硅 ． 磷 影响很 大 ， 以作 出适 当调正 。 可 现 在 冶 炼 不 锈 钢 一 般 采 用 Ｅ Ｆ＋ Ａ Ａ ＯＤ（ 或 ＶＯＤ） 的工艺 流程 。采 用 ＶＯ 时 ， 入炉 初炼 钢水 Ｄ 因
（ ）温度 的影 响 ４
碱 土 金属 氧 化 物及 其 碳 酸盐 渣 系 主要 是 钙 、 钡 氧 化物及 其 碳酸盐 渣 系 。Ｃ Ｏ 渣系适 合 于高碳 含铬 ａ
合 金 的脱磷 ， Ｂ Ｏ 渣 系则 可 以在较 低碳 含 量条 件 而 ａ
下 ， 现 对 含 铬 合 金 的 脱 磷 ， 合 不锈 钢脱 磷 的 实 实 符 际 ， 近年 来 不锈钢 脱磷 研 究的重 点渣 系 。 是
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第３ ３卷
第 ６ 期
钢
铁
６
Ｖ．，． ０３ｏ Ｉ Ｎ６ ３
Ｊ ｎ １９９８ ｕ ｅ
１９ ９ ８ 年 ６ 月
Ｉ ＲＯＮ ＡＮＤ ＴＥＥＬ Ｓ
不锈钢脱 磷工艺分析
渣 不 一 中 锈 一
，
赵 学 傅 杰／ 平 俊 ｚ
从 热 力 学 上讲 ，ｃ３ 以提 高 ［ ３ 活度 ， 而 Ｃ 可 Ｐ的 从 有利 于脱磷 。这 一观 点 已成 功地 应用 于铁 水预 处理
还原脱磷 尚存在脱磷产物难以处理 、 易悸染环境、 前 后 工序 复杂 、 对设备 要 求高 等缺 陷“ ， 能很 好地 在 未
工 业 生产 中得 到应 用 ８ 代后 期 ， 究 的 重点 转 ０年 研 向氧 化脱 磷 ， 已开 发 出一 系列 氧化脱 磷 渣 系０ ， ］其 中 Ｂ Ｏ 渣 系和 Ｂ Ｏ— ａ 复 合 渣 系是 研 究 的重 点 。 ａ ａ ＣＯ
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１ ９ 年 第 ６期 ９８
性 比较 接 近 ，ｃｒ 高 ， 导 致 ［ ］ 先 于 ＿ ］ 氧 ［ ］ 会 ＆ 优 Ｐ而
脱磷处 理 。 （ ）碱土 金属氧 化物 及其 碳酸盐 渣 系 ２
化。 同时 ， 由于［ ｒ氧 化 生成 （ ｒ ） 使炉 渣粘 稠 ｃ］ Ｃ 会 ０。 甚 至凝 固 ， 恶化反 应的 动力学 条件 和操 作条 件 。 当 适 降低铬 含量 有利 于不锈 钢脱磷 。 ［ ］ 脱磷 几乎没 有影 响 。 Ｎｉ对 ］
的ｃ 。
本文将着重对采用返 回吹氧法冶炼不锈钢的氧化脱 磷在工业应用中应注意的几个问题作一分析。
（ ）铬 、 ３ 镍含量 的影 响
在炼钢 温度 下，ｃ ］ ［ ３ ［ ｒ和 Ｐ 参与氧化 反应 的栝
联系＾ 傅
燕， 教授 ，Ｅ （０ ０ ３ ￣京科技大学 暗盒学 院 ｊ京 １０８ ）
［ ］ 于 １５ ‘ ｃ低 、 。这 也相 应地 决 定 了这 种 工艺 的
脱磷 宜在 Ｅ ＡＦ中进 行 ＡＯ 对装 入钢 水 的碳 含 量要 求较 为宽 松 ， 达 Ｄ 可
ｌ ～ ３ Ｄ－
。
所 以对 Ｅ ＡＦ＋ＡＯＤ 的工 艺 ， 脱磷 可
（）扒 除脱磷 渣 ， 行 脱碳操 作 。 ３ 进 ３ ２ 脱 磷工 艺制订 的基 本依 据 ．
Ｅｉ会优 先于 ［ ３ ｓ３ Ｐ 而氧化 ， 不锈钢 脱 磷 有明 显 对
的抑制作用。铁水预处理脱磷一般要求将铁 水中
［ｉ降低 到 ０ １ 以下 。 锈钢 氧化 脱磷 之 前 ， 必 ｓ３ ． 不 也 须 先进行 预脱 硅 ， ［ｉ降至 ０ １ 以 下 。 将 ｓ３ ．
（ ）初始 碳含 量的 影响 ２
否则会 导致 铬损 的增 加 。 ２ ２ 渣系 的选择 ．
Ｂ Ｏ１等 已被 证 明 可 以 取 得 很好 的 脱磷 效 果 ， 是 ａ 日 将 今 后脱 磷 渣开发 的 主要方 向 。 为保 证 使 渣 的磷 酸盐 容 量 达 最大 值 ， 在保 证 应
熔 渣 反 应性 能 的前 提 下 ， 使脱 磷 剂及 氧化 剂 含量 处
３ ２ １ 配料 问题 ．．
以在 Ｅ Ｆ或 ＡＯＤ 中进 行 。根 据 目前 的工艺 状况 ， Ａ 将 钢 水脱 磷之 前 的 ［ 定在 １５ ～２ ５ 是 可行 ｃ］ ． ． 的。 某些 厂现行 操 作的配 碳 量 已达 １ ３ ～１ ５ 。 ． ．
３ ２ ２ 关 于脱 硅 同题 ．．
另 外 ， 种 脱 磷 剂 组 成 的 复 合 渣 系 ， Ｃ Ｏ 多 如 ａ—
温 度对 不锈钢氧 化 脱磷 有明显 的影 响 。热 力学 研 究结果 表 明， 低温 有 利于脱磷 ， 同样 适用于 不锈 这 钢脱磷 ， 多 实验结 果都证 明 了这 一点 。但应 注意 ， 许 温度过 低 ， 有可 能导 致炉 渣粘 度的 明显升 高 ， 成铬 造 损 升高 。文 献 ［］ 出 ， ６ Ｂ Ｏ ４ Ｂ Ｃ 和 ７指 对 ０ ａ ０ ａＩ ｌ ｃ 组 成 的炉 渣 ， ０ ｒｏ。 脱磷 温度 应大于 １５０℃ ， ０
于 或接近 饱 和状 态 。 （ ｒ ） 炉 渣 的 粘 度 有 很 大 的 影 响 。 对 ｃ 对 Ｏ。 （ ｒ 含量接 近饱 和的氧 化脱 磷渣 ， Ｃ ） ０ 控制 好 炉渣 的 性能 ， 以保 证 反应 的动 力学 条 件 和工 艺操作 条 件 是
至 关重要 的 。
按 脱磷 剂 的不 同， 可将 脱磷 渣分 为两大 类 。
的工业 实践 。在不 锈钢脱 磷 中， ｃ 增 高， 可使 ［３ 还 Ｃ ｒ 的活度降低 ， Ｃ３ 有利于脱磷保铬 另外 ，ｃ 增高， ［３
钢 的熔 点降低 ， 利于 创造 低温脱 磷的 热力学 条件 有 所 以说 ，ｃ 对 不锈 钢脱磷 有 至关重 要 的影 响。无论 ［］
对何种渣系 ， 一定范围 内增 加［ ］ ｃ 对脱磷都是有利
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ＡＢ ＴＲＡＣＴ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｒ ｖｏ ｓ ｒ ｓ ｌｓ ｏ ｅ ｈ ｓ ｈ ｒｚ ｔ ｎ ｏ ｔ ｉ ｌ ｓ ｔ ｅ ｎ ｅ Ｓ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｉ ｕ ｅ ｕ ｔ ｆ ｄ ｐ ｏ ｐ ｏ ｉａ ｉ ｆ ｓ ａ ｎ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌ ａ ｄ ｎ ｗ ｏ ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｆ Ｅ ｎ ｓ ｏ ＡＦ ｓ ｅ ｌ ｋ ｎ ｒ ｃ ｓ ， ｅ ｈ ｓ ｈ ｒｚ ｔｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｔ ｉ ｌ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｄ ｐ ｏ ｐ ｏ ｉ ｉ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆ ｓ ａ ｎ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌ ｉ ａ
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（ 北京 科技大 学 ）
／ ｒ７ Ｆ
控 磷，
摘
要 基 于不锈钢脱磷 的有关研 究结 果及 电弧炉炼钢工 艺的最新进展 ， 对不锈钢脱磷工艺 进行 了分析讨论 ．
提 出 了 向
气氛及炉渣反应性 能， 从而实现弱氧化脱磷的工艺方案 。
工艺 、
关键 词
ＤＩ ＣＵＳ Ｉ Ｓ Ｓ ＯＮ ＯＮ ＤＥＰＨＯＳＰＨｏＲＩ ＺＡＴＩ ｏＮ ＰＲｏＣＥＳ Ｓ ｏＦ ＴＡＩ Ｓ ＮＬＥＳ ＴＥＥＬ ＳＳ