Распределение фосфора между шлаком и металлом
В сталеплавильных процессах основное количество фосфора окисляется у границы раздела металл-шлак по реакции
Из уравнения (7.2) видно, что реакция дефосфорации относится к числу сильных экзотермических реакций. Поэтому с точки зрения термодинамики протеканию ее в направлении образования фосфата кальция должны способствовать низкие температуры начального периода плавки (практика термического удара).Однако, влияние температуры на величину коэффициента распределения фосфора между шлаком и металлом заключается также и в том, что высокие значения коэффициента распределения фосфора (LP=(%P2O5)/[%P]) достигаются только при высокой основности шлака. Получение гомогенных шлаков с высоким содержанием CaO возможно только при высокой температуре ванны. Поэтому, если использовать повышение температуры для получения высокоосновных шлаков, дефосфорацию металла во второй половине плавки можно провести не менее эффективно, чем в начале ее. Опыт показывает, что для эффективной дефосфорации металла основность шлака в мартеновской плавке без продувки ванны кислородом должна составлять 2,5 – 2,8, а в кислородно-конвертерном процессе с верхней подачей дутья – 3,0 – 3,5.
Характер совместного влияния содержания CaO и FeO в шлаке на величину коэффициента распределения фосфора поясняется рисунком 7.1. Из рисунка видно, что при высокой основности шлака коэффициент распределения фосфора между шлаком и металлом может превышать 300. Это означает, что при высоких температурах дефосфорация металла может быть не менее эффективной, чем при использовании теплового удара.
Вместе с тем наиболее высокие значения коэффициента распределения фосфора достигаются в узком диапазоне составов шлака – 14 – 17% (FeO) и (CaO)/(FeO) около 3.