低P钢生产技术.ppt

* 低磷钢生产技术 对绝大多数钢种，磷是 有害的杂质。 ■ 冷脆； ■ 调质钢的回火脆性； ■ 热加工性； ■ 焊接性能等。 某些钢种，例如高Ni合 金钢、低温液态气体储 罐、奥氏体不锈钢等， 要求尽量降低[P]含量。 [P]对9％Ni钢低温韧性的影响 一、铁水中[P]的氧化反应 2[P]＋5/2{O2}＝(P2O5) ?G?＝－938080＋258.7 T[1,2] 2[P]＋5[O]＝(P2O5) ?G?＝－352880＋273.1 T [1,2] 2[P]＋5(FeO)＝(P2O5)＋5[Fe] ?G?＝－209327＋40.3 T [1,2] [1]Reed Thomas, Free Energy of Formation of Binary Compounds, MIT Press, 1971 [2]J.F. Elliott, Thermochemistry for Steelmaking, Vol.2, Addison-Wesley 1963 2[P]＋5[O]＝(P2O5) ?G?＝－352880＋273.1 T 计算：1650℃时脱磷反应所需P2O5活度 1650℃时钢液最高[O]为0.28%，目标[P]含量为0.01%， 即：炉渣中P2O5活度必须低于3.62×10-12，脱磷 反应才能进行。 P2O5的稳定性—造渣的必要性 2[P]＋5[O]＝(P2O5) ?G?＝－352880＋273.1 T 1650℃时钢液最高[O]为0.28%，目标[P]含量为0.01%， 取渣中NP2O5＝0.015 (相当于3.5%)， 通过造碱性炉渣降低P2O5的活度系数。 Turkdogan经验公式[1]： 降低P2O5活度系数的措施： ?提高炉渣碱度； ?提高炉渣FeO含量； ?降低温度。 [1] Journal of Iron and Steel Institute, 1953, Vol.175, p.398 炼钢炉渣成分范围： MnO P2O5 FetO CaO/SiO2 45～55% 12～20% 4～13％ 2~4％ CaO SiO2 MgO Al2O3 2～6% 1~5% 12～28% 3~4.5 二、脱磷反应的热力学条件 脱磷反应的反应式： 2[P]＋5[O]＝(P2O5) (1) 2[P]＋5(FeO)＋3(CaO)＝(Ca3P2O8)＋5[Fe] (2) 2[P]＋5(FeO)＋4(CaO)＝(Ca4P2O9)＋5[Fe] (3) 按照炉渣离子模型 2[P]＋5[O]＋3(O2-)＝2(PO43-) (5) 2[P]＋5(Fe2+)＋8(O2-)＝2(PO43-)＋5[Fe] (4) 脱磷反应平衡的研究 Healy等研究 2[P]＋5[O]＝(P2O5) 松下幸雄等研究 脱磷反应的热力学条件 ?降低温度有利于脱磷反应； ?提高炉渣碱度有利于脱磷反应； ?增加炉渣氧化铁活度有利于脱磷反应； ?增加渣量有利于脱磷反应； ?增加[P]活度系数有利于脱磷反应。 渣量对脱磷反应的影响 例题：对100kg金属做磷的衡算。 回磷： 300吨BOF转炉吹炼过程金属成分变化 炼钢过程回磷； 脱氧过程回磷。 炼钢过程回磷原因： ?吹炼中期炉渣返干， FetO含量减少； ?温度偏高。 脱氧过程回磷原因： ?出钢带渣量多； ?炉渣碱度降低； ?[O]含量降低。 3(P2O5)＋10[Al]＝6[P]＋5(Al2O3) 2(P2O5)＋5[Si]＝4[P]＋5(SiO2) 2[Al]＋3(FeO)＝(Al2O3)＋3[Fe] [Si]＋2(FeO)＝(SiO2)＋2[Fe] 低磷钢生产 1、低磷钢生产(铁水预处理、氧气炼钢)； 2、超低磷钢(P20ppm)生产(铁水预处理 ＋二次精炼脱磷) 铁水脱磷预处理 1、铁水运送容器中喷粉脱磷； 2、利用转炉脱磷预处理(SRP、LD－ORP)。 脱磷剂：CaO－CaF2－Fe2O3 (O2) 铁水鱼雷罐中喷粉脱磷 新日铁君津厂脱磷工序流程示意图 *