При выплавке стали в электродуговых печах контроль содержания фосфора в расплавленной стали имеет решающее значение для обеспечения качества продукции. Избыток фосфора снижает вязкость и пластичность, поэтому эффективная дефосфорация является критически важным этапом процесса. Реакция дефосфорации в основном происходит за счёт взаимодействия фосфора в стали с окисляющими компонентами шлака. Поэтому ключевым фактором является создание шлаковой системы с высокой окислительной способностью, необходимой основностью и хорошей текучестью.
Благоприятные условия для дефосфорации при выплавке стали в электродуговых печах
Для эффективной дефосфоризации необходимо соблюдение как термодинамических, так и кинетических условий. К основным факторам относятся:
- Более низкая температура реакции
Более низкая температура способствует удалению фосфора. Наиболее эффективным диапазоном для реакции дефосфоризации считается температура около 1300 °C. - Оптимизированный состав шлака
Сильноокислительный шлак с содержанием FeO от 12% до 20%, достаточной основностью (R = 2–3) и хорошей текучестью обеспечивает идеальные условия для перехода фосфора из стали в шлак. - Увеличение количества шлака и его замена
Повышение активности фосфора в стали и применение операций по смене шлака или его течению может значительно повысить эффективность дефосфорации. - Интенсивное перемешивание
Интенсивное перемешивание расплавленной ванны улучшает взаимодействие стали и шлака. На этапе плавки при правильном подходе можно удалить 50–70% фосфора. Оставшийся фосфор можно дополнительно удалить на этапе окисления посредством образования нового шлака, автоматического шлакования или вдувания порошка. - Правильный выбор системы шлакования
Выбор рациональной системы шлакования обеспечивает благоприятные термодинамические условия для удаления фосфора.
Реверсия фосфора при выплавке стали в электродуговых печах и ее предотвращение
- При отсутствии должного контроля уже удалённый фосфор может вновь попасть в расплавленную сталь — явление, известное как реверсия фосфора. Обычно это происходит в следующих случаях:
- Incomplete slag removal in traditional EAFs, allowing phosphorus-rich slag to enter the ladle.
- Вынос шлака при выпуске стали в современных электродуговых сталеплавильных печах.
- В рафинировочной печи нестабильные соединения фосфата кальция в шлаке разлагаются в восстановительных условиях, высвобождая фосфор обратно в сталь.
Основные меры по предотвращению реверсии фосфора
- Минимизируйте вынос шлака: наклоните печь раньше и уменьшите выпускную балку, чтобы свести к минимуму попадание шлака в ковш.
- Увеличьте добавление извести: Когда из-за больших леток невозможно избежать выноса шлака, добавление дополнительной извести помогает стабилизировать шлак.
- Своевременное удаление шлака: После выпуска стали ковши следует незамедлительно очищать от шлака, чтобы снизить реверсию фосфора.
- Повышение основности шлака: при затруднении удаления шлака увеличьте расход извести во время рафинирования. Более высокая основность помогает подавить реверсию фосфора, а в восстановительных условиях шлак всё ещё может удалять небольшое количество фосфора.
- Глубокая дефосфорация в электродуговой печи: если содержание фосфора в конце процесса в электродуговой печи далеко от целевого значения, следует провести более глубокую дефосфорацию, чтобы свести к минимуму негативное влияние возврата фосфора на контроль окончательного состава стали.
