脱磷

化学现象

磷在钢中的存在形式通常认为是以磷化物的形式存在。

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，所以只要化渣良好，脱磷速度大于脱碳速度。

到吹炼后期，钢液中磷含量已比较低，在加上碳、磷的反应使炉温升高，脱碳速度加快，脱磷速度明显放慢，甚至回出现回磷现象，一直到吹炼末期，炉渣碱度提高且化渣良好，才有可能再次使磷下降，但此时脱磷速度只有0.002-0.010%/分。

反应方程式

反应式

一般认为磷的氧化是在钢渣界面上进行的，主要是与炉渣中的氧化铁进行反应，

2P+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5Fe

P2O5+3(CaO)=(3CaO·P2O5)

脱磷反应是放热反应

脱磷条件

（三高一低）

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。

炼钢脱磷反应

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。

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。

脱磷的基本条件磷是靠氧化去除的。不很稳定，只有进入炉渣中才能除掉。

根据脱磷反应的特性，可以将炼钢脱磷的基本条件归纳为：

(1)脱磷是渣钢界面反应，必须造成碱性氧化渣才能脱磷；

(2)炉渣碱度越高，脱磷越有利；

(3)脱磷是氧化反应，提高钢中O和渣中(FeO)有利于脱磷。在同样碱度条件下，磷分配比在某一(FeO)浓度下达到最大值，也就是为了提高脱磷效率，有一个最佳的(FeO)含量。

(4)增加渣量可使渣中多吸收P2O5，提高脱磷效果。但渣层过厚不利于传热和传氧，所以当需要多脱磷时，往往把前期的脱磷渣先从炉内放出，以增大脱磷效果。

(5)脱磷是强放热反应，温度低有利于脱磷反应进行。过高的温度可能使反应逆向进行，即发生回磷，这是应注意避免的。但过低的温度使渣变黏，对脱磷也不利。

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