ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изменение содержания фосфора в металле из "Металлургия стали " Однако ввиду малого сродства фосфора к кислороду Р2О5 термически неустойчива и при температурах сталеплавильных ванн в свободном состоянии существовать не может, т. е. протекание реакции образования Р2О5 является необходимым, но недостаточным условием дефосфорации металла. Для успешной дефосфорации металла дополнительно необходимо образование прочных фосфатов в шлаке. [c.212] В кислых шлаках ввиду избытка Si02 (недостатка анионов О ) образование фосфатов (анионов РС ) получает ограниченное развитие и коэффициент распределения фосфора между кислым шлаком и металлом Lp=(P)/[P] составляет всего 1—3. Поэтому дефосфорация металла в кислых процессах бывает настолько незначительной, что на практике считают, что в этих процессах удаления фосфора из металла не происходит. [c.212] Об этом свидетельствуют данные основного мартеновского процесса, согласно которым в начале плавки, когда температура ванны не превышает 1450° С, при основности шлака l, но высоком содержании оксидов железа (25—30% и более) коэффициент распределения фосфора между шлаком и металлом достигает 100 и более и происходит хорошая дефосфорация металла. [c.213] Дефосфорация металла в пудлинговом процессе также была связана с протеканием реакции образования фосфатов железа в шлаке. [c.213] Закономерности изменения активностей и коэффициентов активностей Р2О5 и СаО применительно к реальным шлакам изучены недостаточно. Поэтому термодинамические данные обычно не могут быть использованы для расчетов (количественной характеристики) полноты протекания процесса дефосфорации металла. При расчетах приходится ограничиваться производственными данными, за показатель дефосфорации металла принимается отношение 1р = (Рг05)/[Р] (показатель или коэффициент распределения). [c.214] Кроме указанного прямого влияния как обязательного компонента реакции окисления фосфора, FeO может оказывать еще косвенное положительное влияние на дефосфорацию металла благодаря ускорению растворения извести в шлаке. Это особенно ощутимо при содержании в шлаке 15—20 % (FeO) и выше. [c.215] Влияние основности шлака может быть двояким. Если повышение основности шлака не приводит к получению гетерогенного малоактивного шлака, то с повышением основности шлака величина Lp возрастает, и наоборот. Если при повышении основности получаются гетерогенные малоактивные шлаки, то это, как правило, приводит к снижению Lp. Поэтому повышение основности шлака целесообразно лишь до тех значений, при которых еще возможно получение гомогенного активного шлака. Получение гомогенных высокоосновных шлаков в первую очередь зависит от температуры и содержания оксидов железа в шлаке чем выше значения этих параметров, тем легче получить такой шлак. [c.215] Оптимальная основность шлака, обеспечивающая наилучшую дефосфорацию металла для мартеновского процесса (без продувки ванны кислородом), обычно колеблется в пределах 2,5—2,8, а для кислородно-конверторного процесса несколько больше 3,0—3,5, так как условия формирования шлака лучше хорошее перемешивание ванны под действием струи кислорода, повышенное содержание оксидов железа (по крайней мере, в процессе продувки). [c.215] По ходу плавки в любом сталеплавильном агрегате трудно обеспечить оптимальные значения всех трех рассмотренных выше факторов. Так, в начале плавки, когда возможно удержание высокой концентрации FeO в шлаке, не удается получить высокую основность шлака ввиду низкой температуры. В конце же плавки, когда повышение температуры позволяет получить высокую основность, исключается сохранение в шлаке высокого содержания FeO, кроме случаев выплавки низкоуглеродистой стали. Иначе говоря, при проведении процесса дефосфорации металла удается изменить в нужном направлении не все параметры плавки, причем эти изменения, как правило, возможны в узких пределах. Основность шлака является тем параметром, изменение которого возможно в наибольшей степени. Поэтому установление рационального режима дефосфорации металла означает, во-первых, выбор оптимальной для данных конкретных условий основности шлака во-вторых, умелое использование неизбежного изменения по ходу плавки содержания оксидов железа в шлаке и температуры ванны. Практически это означает следующее. [c.217] Влияние других компонентов шлака может быть положительным или отрицательным. [c.218] Положительное влияние МпО связано с тем, что, во-первых, МпО играет роль основного оксида и способствует повышению концентрации анионов О в шлаке во-вторых, с повышением содержания МпО в шлаке ускоряется растворение извести. Поэтому на практике наблюдается, что чем выше содержание марганца в чугуне и связанное с ним содержание МпО в шлаке, тем лучше дефосфорация металла в процессе плавки. [c.218] Оксид магния хотя и является основным, но повышает температуру плавления и вязкость сталеплавильных шлаков, особенно при содержаниях 10%. Поэтому чем меньше содержание MgO в шлаке, тем выше коэффициент Lp. Аналогично в смысле ухудшения физических свойств шлака влияние оксида хрома. [c.218] Влияние содержания фосфора в шихте на Lp является также существенным и выражается в том, что чем выше содержание фосфора в шихте, тем больше при постоянстве других условий значение L , и наоборот. Например, при переделе высокофосфористых чугунов, содержащих 1,5—2,0% Р, коэффициент Lp примерно в два раза больше, чем при переделе обычных чугунов (0,1 0.2% Р). [c.218] Последний факт нередко используется для достижения требуемой степени дефосфорации металла, в частности является основой томасовского процесса, предназначенного для передела высокофосфористых чугунов. [c.219] Основной смысл томасовского процесса с точки зрения дефосфорации металла заключается в том, что окисление фосфора происходит в конце плавки, при высоких температурах под действием высокоосновного и высокожелезистого шлака, в котором высокое содержание оксидов железа обеспечивается благодаря низкой концентрации углерода в металле и интенсивному окислению железа. [c.219] В любом основном сталеплавильном процессе окисление фосфора начинается в начале плавки. Однако в период интенсивного окисления кремния и марганца реакция окисления фосфора не получает большого развития. Наибольшая скорость окисления фосфора обычно наблюдается после завершения окисления кремния и марганца, если к этому моменту успел образоваться шлак с высокой фосфоропоглоттельной способностью. Если формирование такого шлака задерживается, то реакция дефосфорации металла не получает значительного развития даже после окисления кремния и марганца. [c.219] Условия дл.я формирования шлаков, способных поглощать фосфор, в разных сталеплавильных агрегатах неодинаковы. Поэтому в разных агрегатах интенсивная дефосфорация металла начинается в разное время и занимает различные доли от общей продолжительности плавки. На ход процесса дефосфорации металла существенно влияет и содержание фосфора в чугуне. Так, при переделе обычных чугунов на рядовую сталь в мартеновских печах и кислородных конверторах процесс дефосфорации металла в основном завершается в первой половине плавки, а при переделе высокофосфористых чугунов дефосфорация продолжается в течение всей плавки. В томасовских конверторах, как было отмечено выше, дефосфорация металла практически происходит только в конце плавки. [c.220] Текущее содержание фосфора в металле и Р2О5 в шлаке по ходу процесса зависит от исходного содержания фосфора в металле и шлакового режима плавки. При постоянстве шлакового режима чем выше исходное содержание фосфора, тем больше текущее содержание его в металле и Р2О5 в шлаке. [c.220] Вернуться к основной статье