转炉冶炼回磷影响因素试验分析

李德军，于赋志，许孟春，吕春风，黄玉平，康伟

（海洋装备金属材料及应用国家重点实验室，辽宁 鞍山114009）

钢中含磷量高时，会使钢的塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性能与冷弯性能变差，这种现象低温时更加严重，通常称为“冷脆”，且其常常随着氧、氮含量的增高而加剧［1-3］。因此，脱磷是炼钢过程中的重要任务之一，人们对钢水脱磷的研究已经很成熟了，并已广泛应用于工业生产中［4-6］。在实际生产中，转炉冶炼终点磷含量已经符合钢种要求，但在成品钢中磷含量超标的现象却时而发生，造成产品报废甚至会导致重大事故的发生。磷超标主要是由于转炉在出钢过程中发生了回磷所致。

1 回磷理论分析

在吹氧的作用下，会使炉渣中FeO含量不断升高，在钢-渣界面上发生如下脱磷反应［7］：

将式（1）、（2）、（3）相加可得脱磷反应式如下：

式中，K为脱磷反应化学平衡常数；T为钢水温度。

可以看出，随着温度的升高，K值显著减小，因此可确定式（4）为强放热反应。从脱磷的热力学及动力学角度来分析，脱磷的的有利条件为：高碱度、大渣量、适当的低温、高FeO含量、好的流动性。

冶炼末期如果温度控制过高，会抑制式（4）的进行，容易造成回磷。此外，在出钢过程中，如果发生下渣，就会与钢包内加入的脱氧剂发生反应，使钢中的氧以及渣中FeO含量下降，脱氧产物SiO2、Al2O3等进入炉渣使炉渣碱度降低，这一过程会发生如下反应：

（1）渣中FeO与脱氧剂作用：

（2）炉渣与脱氧产物作用：

（3）渣中P2O5与脱氧剂的作用：

最终导致中前期从钢液中脱除进入炉渣中的磷重新被还原回到钢液当中，造成回磷。……