Условия удаления фосфора из стали

В большинстве случаев фосфор является нежелательной примесью литейных сплавов. По этой причине еще во время плавки (это относится в первую очередь к сплавам на основе железа) принимаются меры к удалению фосфора. Этот процесс подобно процессу десульфурации (обессеривания) принято называть дефосфорацией. Перевод фосфора из металлического расплава в шлаковую фазу является типичным окислительным процессом. Эта фаза дефосфорация является пер вой и необходимой. Обычно реакция окисления фосфора представляете» в виде [Р] + 5V4O2 - 2\4(Р2О5) Равновесие и термодинамические условия распределения фосфора между металлическим и шлаковым расплавами определяются его соответствующими потенциалами. Переходу фосфора и металла в шлак способствует все, что повышает активность его в металлическом расплаве и понижает активность в шлаке. Решающее значение в поддержании условий экстракции фосфор! в шлаковую фазу имеет сохранение фосфора в соединении с кислородом, кислый окисел Р20з не относится к числу стойких Сохранение фосфора в малоактивной форме в шлаке связано с необходимостью принятия соответствующих дополнительных мер. К их числу относится, например, введение в шлак СаО или других сильноосновных окислов. При этом согласно ионной теории имеется в виду, что в шлаке образуется относительно больших размеров катион Са2+, слабо взаимодействующий с кислородом. Катионы Са2+ группируются возле анионов PO3-4 повышают устойчивость последних. Области неоднородности, образующиеся в результате этого в шлаковом расплаве, характеризуются наличием группировок Са2+PO3-4 и F2+ — О2-. Если в такой шлак вводить кислые окислы, например SiO2. то эл вызовет образование комплексных анионов с заимствованием из расплава свободных кислородных анионов. В результате этого эффективность дефосфорации будет понижаться. Исхода из представления, что шлаковые расплавы являются высокотемпературными ионными растворами, реакцию взаимодействия фосфора металла с окислами железа в шлаке можно представить в виде [P]+5\2 Fe2+ + 402- = PO3-4 +5\2Fe. Большая экзотермичностъ реакции является показателем того, что более полная дефосфорация будет протекать при пониженных температурах. Наоборот, чем выше температура, тем меньшее развитие получит процесс удаления фосфора из металлического расплава. Из кинетических факторов, обеспечивающих успешную дефосфорацию а реальных условиях плавки, большое значение имеет интенсивность перемешивания шлака. Чем интенсивнее перемешивается шлак, тем успешнее протекает Дефосфораиия. Такой эффект является следствием того, что лимитирующим является диффузионное звено процесса. Необходимо отметить, что приведенные выше условия ... дефосфорации согласуются с условиями, вытекающими из прння того ранее представления, согласно которому удаление фосфора из металла в шлак происходило по реакции 2[Р] + 5(FeO) + 4(СаО) = (4CaO*P2O5) + SFeж. Шлак, содержащий фосфор, который извлечен из металла, во избежание его обратного перехода в металл (рефосфорации) перед раскислением рекомендуется удалить (полностью ИЛИ частично).