磷在钢铁中,尤其在不锈钢中是危害性最大的元素之一

磷在钢铁中,尤其在不锈钢中是危害性最大的元素之一,它不但加重了不锈钢的成分偏析,而且对不锈钢的抗点腐蚀、抗应力腐蚀以及焊接功用等均发作十分晦气的影响。下降不锈钢中的含磷量一直是冶金工作者关心的问题。直到现在,这个问题并没有很好的处理,仍然是精粹技术上最大的研讨课题。现在,不锈钢训练首要选用电弧炉回来吹氧法和炉外精粹法。钢料一次又一次循环运用,使钢中的磷越来越富集。再加上铬铁等的参加带进部分磷,钢液很简略出现磷含量逾越规范的现象。因此,不锈钢的脱磷问题越来越显得很出色。
研讨开发中的不锈钢脱磷技术大体可分为2类,即氧化脱磷和恢复脱磷。氧化脱磷进程需求BaO基或CaO基的碱性渣,而恢复脱磷需求Ca或钙合金。无论是哪条路途,其中心问题是在保铬的条件下最大极限地去除钢中的磷。但由于现代工业所需的合金钢含有很高的合金成分,如铬、锰等,若对这样的高合金钢选用氧化法脱磷,就会在去磷的一同将许多的合金元素氧化掉;另一方面,铁合金中磷一贯很难去除,特别是那些在恢复条件下出产的铁合金,而近年来低磷钢和超低磷钢的出产对铁合金中的磷含量要求越来越严峻。因此,人们希望研讨出一种在恢复条件下有用的脱磷方法,抵达保铬去磷的目的。炼钢进程中,钢水中磷进入炉渣有两种方法,即氧化脱磷和恢复脱磷。当体系氧势低于临界值,磷元素将首要以P3-方法进入炉渣(恢复脱磷),而且体系氧势越低该进程越易进行。人们最常用来做恢复脱磷剂的是金属钙和钙合金(包括碳化钙、硅钙合金),别的还有铝-镁、钙-铝合金。
实验标明,用钙基渣系在恢复性气氛下脱磷可以抵达这一目的。而且恢复脱磷法可以使钢铁企业选用含磷较高、价格低廉的软铁和回来料作材料,而且大大前进合金的收得率,然后下降炼钢本钱。因此,恢复脱磷法更具有研讨含义和经济价值。
各种因素对脱磷率的影响
脱磷率与钢液的碳含量有接近的联系。例如,用Ca脱磷时,碳高会促进反应,然后快速消耗金属钙,导致脱磷率的下降,用CaC2作脱磷剂时,若碳高,CaC2则分解不充分,减少了分解的金属钙,影响了脱磷的作用,所以,钢液中的碳含量低能加速脱磷反应的进行。恢复脱磷时也有必要考虑钢中氧含量对脱磷的影响,由于钢中氧直接影响(Ca)的运用率。而获得>50%的条件是:aC<0.92和aO<4×10-4。从理论上说,恢复脱磷中的铬不与金属钙化合,不参加反应,所以钢液中的铬应该没有损耗。但实践上,铬含量会影响脱磷率。研讨标明,铬含量影响脱磷率的原因在于它对碳活度的影响。用金属钙脱磷时,温度越低,脱磷率越高。用CaC2脱磷时,高温脱磷速度快、低温时则相反。但是,从总的成果来看,温度对脱磷率影响不大。因此在实践出产中考虑到总的经济效益,一般对温度可不做特别要求(纯钙脱磷在外)。用不同材料的坩埚进行恢复脱磷实验时发现,实验条件相同的情况下用石墨增碳几乎不能脱磷;用Al2O3坩锅,脱磷率较低;在MgO和CaO及白云石坩埚中脱磷率较高。作为助熔剂的CaF2不只价格便宜,而且熔点较低,易与其它成分构成低熔点化合物,便于造渣;能溶脱节磷剂Ca,CaC2,下降钙的蒸气压,减少其蒸发丢掉;下降磷化钙的活度,促进脱磷反应顺利进行,因此运用较广泛。但是在喷粉脱磷时,由于动力学条件好,反应面增大,所以渣中CaF2的作用就不显着了。
跟着废钢的循环运用,钢中的磷因无法运用氧化法有用地脱除而愈聚愈多,然后形成市场上有些不锈钢回来料的磷含量高达0.047~0.087%。因此,深化研讨、改进和展开不锈钢脱磷的方法成了日益急切的问题。
跟着合金中Mn,Cr等合金元素的增加,磷的活度下降,合金的熔点升高,致使氧化脱磷几乎不能进行,尤其是在真空感应炉里中性或恢复性气氛下,训练不锈钢、高温合金等特别合金只能选用恢复脱磷法。SiCa-CaF2法是唯一在工业规划上有少量运用的恢复脱磷法,而且氧化脱除增加的硅比较简略。Ca-Al,、A1-Mg恢复脱磷法相对来说操作工艺简略,脱磷率略有前进,可以运用在A1、Mg作为有利元素而存在的钢种的训练中。
恢复脱磷法虽然存在脱磷产品难以处理、易污染环境、前后工序杂乱和对设备要求高级缺陷,但是由于恢复脱磷法不丢掉宝贵的合金元素(如Cr,Mn等),脱磷率高,所以恢复脱磷法可以使钢铁企业选用含磷较高、价格低廉的软铁和回来料作材料,而且大大前进合金的收得率,然后下降炼钢本钱。因此,恢复脱磷法更具有研讨含义和经济价值。


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