2 [R] + 8 [O] + = 3Fezh (3FeOP2O5)
стойността на константата на равновесие може да бъде изчислена по формулата
Изчисленията на реакцията показва, че окисляването на фосфор в металния екран е възможно само при ниски температури и ниско съдържание на въглерод в стоманата.
Окисляване на разтварят фосфор в метала може да се осъществи чрез следните реакции:
Въпреки P2O5 термично нестабилен и при температури от стоманодобивни процеси съществуват в свободно състояние не може.
В основния кислород пещ започне при ниски температури може да се образува топене железен фосфат
(Р2О5) + 3 (FeO) = (3FeO * Р2О5).
Желязо фосфати също са нестабилни при температури край на топене, следователно, за успешното отстраняване на фосфор в шлаката трябва да бъде трайна формация Р2О5 съединение. Практиката показва, че основната роля играе defosforiruyuschaya СаО, който образува в шлаката, следните съединения:
3 (СаО) + (Р2О5) = (3SaO * Р2О5)
4 (СаО) + (Р2О5) = (4SaO * Р2О5)
Комбинирането на това уравнение с уравнение (3.47), получаваме уравнение dephosphorization цялостната реакция:
Окисляване на фосфор е възможно само в метал интерфейс - шлака в присъствието на вар-жлезиста шлака.
Предпоставка е наличието в dephosphorization шлака достатъчно количество свободен СаО, тъй като силна връзка с СаО Р2О5 може да бъде нарушена от присъствието на свободен SiO2, с по-висок афинитет за СаО.
Според Винклер и Chipman,
В това уравнение, оксиди и калциев тетрафосфат активност, изразена в мол фракции. Цифровата стойност на Кр бързо намалява с повишаване на температурата.
Според експресия (3.49), когато металът с шлака намери равновесната стойност на коефициента на разпределение на фосфор
Така, че е възможно да се формулират условия, чието спазване позволява да се отстрани фосфора от метал:
1) окисление среда, висока активност на FeO;
2) висока алкалност на шлаката;
3) редукция на (4SaO * Р2О5) или (Р2О5) чрез промяна (изтегляне) на шлаката;
4) ниска температура.
Нека разгледаме ефекта на тези параметри за отстраняване на фосфор.
Фактори, които допринасят за отстраняване на метални фосфор
Термодинамичните данни не винаги може да се използват за изчисляване на потока пълнота процес dephosphorization поради трудности при определяне модели на промяна P2O5 дейности и СаО, обаче често са ограничени производствени данни, като индексът dephosphorization метал Lp = (Р2О5) / [Р].
Ефект (FeO). Въз основа на йонната теорията на структурата на шлака стопилки, фосфор окисление на железен шлака може да се опише с уравнението:
[P] 4 + (O2-) + 2,5 (Fe2 +) = (PO4v3-) + 2,5Fe.
При липса на O2-йони и Fe2 + (FeO) Ц О; метал dephosphorization е изключено, тъй като не може да се развива първата голяма реакция - образуване на P2O5.
Освен това пряко действие, FeO има непряк положителен ефект, като ускори разпадането на варта в шлаката.
Повишена активност (FeO) на практика се постига добавки твърди окислители (руда агломерат) или разпенващ банята при повишена позиция дюзата.
температурната зависимост на Lp между метала и жлезите на шлака, описан от уравнението
от това уравнение изчисления показват, че температурата на метал 1550-1750 ° С Lp = 0,1-0,4, т.е. железен шлака, състояща се само от оксиди на желязо, не осигуряват значително dephosphorization.
Ефект на алкалност на шлаката. С увеличаване на алкалност Lp увеличава, при условие че не се образува шлака хетерогенна неактивни.
Фиг. 3.28 показва връзката (Р2О5) / [Р] на съдържанието на (FeO) в шлаката (а) и величината (СаО / FeO) (Ь).
Тези данни показват, че има оптимална стойност на съдържанието на (FeO), представляваща 14-18%, и съотношението (СаО) / (FeO), равно на 2,5-3,0. По време на топенето на Lp стойности варират в рамките на 50-500.
Увеличение на основния шлака вар постигне поради добавки и материали за осигуряване на неговото разтваряне.
Ефект температура на банята. Повишаването на температурата намалява термодинамично LP, т.е. разгражда преходен метал фосфор в шлаката, но освен това той ускорява разпадането на вар и води до увеличаване на (СаО), която действа в посока на укрепване процес dephosphorization. Повишаването на температурата намалява вискозитета на шлаката и ускорява процеса на отстраняване на фосфор. По принцип, когато умело използва фактор температура за получаване на хомогенна силно основна шлака с висока температура на топене от втората половина може да осигури най-малко метал dephosphorization успешно от първата половина. При равни други условия най-ефективно dephosphorization е в някои оптимална температура 1450-1550 ° С
поведение фосфор по време на топене
Една от причините за този процес BOF беше проблемът на отстраняване на фосфор в висока производителност металургичните единици. Получаване на ниски концентрации на този елемент в главното преобразуватели с дъно удар, независимо от състава на последната поради необходимостта pereduva неблагоприятно въздействие върху качеството на стоманата. Фиг. 3.29 показва характерни криви на изменението на съдържанието на фосфор в хода на чистка и LD-Thomas преобразуватели.
Feature рафиниране Томас конвертор е пълна въглероден прегаряне материя, за предпочитане, или не, т.е. интензивно dephosphorization среща само в третия етап на пречистване (фигура 3.29, а.); Обратно, в фосфор окисление LD-конвертор напредването на високо съдържание на въглерод, което позволява продухване провери съдържанието му в даден (фиг. 3.29, б).
За голяма част от конвертор разпределение фосфор топенето на между метала и шлаката обикновено е близо до равновесие, въпреки че обикновено не достига. В тази връзка, фосфор прочистване поведение ход определя основно от промяна на условията на реакция на равновесие (3.48), т.е. промяна на температурата на банята и състава на шлаката. В присъствието на вискозно шлака баня недостатъчно разбъркване фосфорен действителното разпределение между фазите могат да се отклоняват значително от равновесие.
В началото на топене поради ниската температура и високо съдържание на железен оксид в фосфор шлака успешно окислява и отива в шлаката дори при ниска алкалност му. Докато продухване на върха е възможно да се регулира окислението на шлаката чрез регулиране на режима на взрива. Поддържане на продухване в първите минути на тръбата при повишена позиция улеснява бързото образуване на активното вар-жлезиста шлаката, способен да екстрахира фосфор в ранен стадий на топене.
С нарастването на (FeO) в първичния dephosphorization шлаката все напред decarburization и увеличава съотношението на D [P] / D [C].
В средата на продухване поради температурата на растеж, намаляване на окисление на шлаката и увеличи алкалност слабите фосфор окисляване може да се инхибира.
В края на топене, по-специално в въглеродна стомана ниски, увеличаване алкалност, окисление и шлака zhidkopodvizhnost който улеснява отстраняването фосфор.
Като се има предвид проблемите, свързани с отстраняването на фосфор, не можем да забравим за кинетиката на процеса. Известно е, че ограничаващият елемент на процеса е дифузията на фосфор в шлаката.
Скоростта на дифузия на фосфор от граничния слой на обема на фазата на шлака е описан от уравнението на първия ред
където Pm - съдържанието на фосфор в обвинението,%;
0.43 - преизчисляване коефициент P2O5 фосфор; qshl - количеството шлака%
Lp - коефициент на разпределение на фосфор, Lp = (Р2О5) / [Р].
Изчисления на базата на тази формула, и практически резултати показват, че високата степен на отстраняване метал на фосфор в кислородни конвертори; dephosphorization степен е 90% или повече. Когато се работи с честотата на deslagging е 98-99%, но тази операция се удължава цикъла на топене и предизвика допълнително желязо и загуба на топлина.
поведение фосфор в процеса на подслушване
В практическата работа не може да се пренебрегва възможността за преход от фосфор шлака в метал (refosforatsiya). Завършеният стопилката се произвежда в кофата; заедно с метала в кофата конверторна шлака падане, който взаимодейства с облицовката на кофата. Ако черпак лигавицата е направен от шамот, състояща се от SiO2 и A12O3, константата на шлака алкалност започва да намалява. Добавките, въведени в черпака, могат да възстановят част от фосфора в метала на шлака
Свързани статии