2002_9_含铬铁水氧化脱磷的热力学分析解析.pdf

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1、万方数据第l卷第3期材料与冶金学报V。l·1N。·32002年9月JournalofMaterialsandMetallu’gys印t·2002含铬铁水氧化脱磷的热力学分析孙国会，武拥军，梁连科(东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110004)摘要；借助于基本热力学数据，运用热力学的方法，计算和分析了用高碱度控制氧位的渣对含铬铁水进行氧化脱磷时，实现“去礴保铬”的热力学条件，为实现不锈钢精炼过程的脱磷提供理论基础．关键词：宙铬铁水；氧化脱磷；热力学中围分类号：TF764+．】文献标识码；A文章编号：】67l6620(2002)03一0

2、180一04ThermodynamicanalysisofoxidizingdephosphOrizationinchromium—containingmoltenIronSUNGu。一hui，WUYongjun，LIANGLian—ke(SchoolofMaterialsⅡndMctalIu‘gy，NortheasternUniver8lty，Sh皿yang110004，China)Abstract：Basedonthcthrmodynamicdata，thethermodynamlcconditionsattainlngd印h0

3、8phorizat∞nandCrconservat沁nareanalysedandcalc“8伽duringa3el讯heo对dj2ingdepll。5phonzationprocessofch呻mium—containingm01tenironwithahighbasici‘yslagtocontroIoxygcnpotentiaLAtheoreticbaseisofferdtocontr01ph05phorusinchro血urⅡ-containiIlgmoltcnironduri“gthewh01erenni“gprocess

4、ofstainlesssteels．Keywords：chromium—containingmoIteniron；oxidizlngdephosphorization；thermodynamlcs众所周知，磷在不锈钢中的危害主要表现在两方面．(1)不锈钢中的磷含量超过一定值后，将产生“冷脆”现象．导致在从室温到0℃以下的温度下易脆裂、冲击性能大幅度下降．(2)影响不锈钢的抗应力腐蚀性能．因为磷对不锈钢抗应力腐蚀性能十分敏感，为了彻底清除这种缺陷，要求不锈钢中w[P]≤o．005％．小若等人“。研究了18crloNl不锈钢在154℃的

5、Mgcl2溶液中的应力腐蚀．实验表明，当w[N]一o．02％左右时，只有w[P]≤o．003％～o．005％，才不发生应力腐蚀现象．细井l23在143℃的Mgcl2溶液中对20cr一20Ni不锈钢进行应力腐蚀实验时发现，当”[N]一o．004％，而W[P]一o．02～o．04％时，其应力腐蚀破裂时间为4～5h；当w[P]≤o．003％时，其应力腐蚀破裂时间为250h．所以．进一步降低不锈钢中磷含量成为重要的研究课题．收稿日期：2002·og09．作者简介：孙国会(1962一)，男，丁程师随着炉外精炼技术在不锈钢生产中日益广泛地应用，

6、不锈钢产量大幅度增加．而不锈钢冶炼原料中返回料的比重逐步增大，最多者可达loo％的不锈钢废钢，或再配加适量的高碳铬铁，其结果使不锈钢中的磷含量逐步增高、若采用传统的碱性氧化渣脱磷则十分困难．例如，MocH且apeHKo和A．r．By石apeb等人，对质量分数为l％～3％Cr的结构钢液喷人caO—caF。铁矿粉进行氧化脱磷时，其脱磷率为‰一40％～70“，而cr烧损率为lO％～25％．对高铬铁水，其脱磷率仅为％=15％，且铁液中大量的铬被烧损．这说明，在一定温度和氧位条件下，铁液中的[cr]保护了[P]．所以，用传统的氧化法脱磷，不但

7、难以避免铁液中易氧化元素——如cr、si、v、Ti、Mn等的氧化烧损，且又难以脱磷．万方数据l标准状态下含铬铁水“去磷保铬”热力学分析1．t铁液中[p]、[cr]、[c]氧化反应和caO、Na：O、BaO脱磷反应的热力学分析将下列6个反应的△G．与温度的关系绘入图1中：2[P]+5[O]=Pz05(g)△G{一一742．032+O．533T，kJ／mol(1)10／3[cr]+5[O]一5／3c≈o。(s)△回一一1328．650十O．5828T，kJ／mol(2)5[C]十5[O]一5co(g)△Gx一一111．000—0．191

8、7_r．kJ／mol(3)4cao(s)+5[O]+2[P]一4cao·R05(s)△G：一一1459．8+o．6164T，kJ／m01(4)3BaO(s)+5[O]+2[P]一3BaO·P。Os(s)△G：一一L613．500+O．