磷在鋼材中,尤其在不銹鋼板中是危害性很大的原素之四,它不僅加劇了不銹鋼板的成分縮松,并且對不銹鋼板的抗點(diǎn)浸蝕、抗應(yīng)力腐蝕以及電焊焊接特點(diǎn)等均導(dǎo)致十分麻煩的危害。減少不銹鋼中的磷含量一直是冶金相關(guān)人員關(guān)注的課題。直到現(xiàn)在,這一難題并沒有非常好的處理,依然是煉制技術(shù)應(yīng)用上較大的研究課題?,F(xiàn)階段,不銹鋼冶煉關(guān)鍵選用電弧爐返回吹氧法和爐外煉制法。鋼料一次次循環(huán)運(yùn)用,使鋼中的磷愈來愈豐度。加上鉻鐵等的添加帶到部分磷,鋼液非常容易出現(xiàn)磷含量超出標(biāo)準(zhǔn)的問題。因而,不銹鋼的脫磷難題愈來愈變得很突出。那我們該怎樣降低不銹鋼含磷量呢?接下來無錫不銹鋼水箱廠家鈑和精密就和大家詳細(xì)說下這個問題?
科學(xué)研究開發(fā)中的不銹鋼脫磷技術(shù)應(yīng)用大致可分成2類,即氧化脫磷和還原脫磷。氧化脫磷全過程必需BaO基或CaO基的堿性渣,而還原脫磷必需Ca或鈣合金。無論走哪條路,核心問題都是在鉻保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)下更大程度地去除鋼中的磷。然而,由于現(xiàn)代工業(yè)所需的合金鋼含有高合金成分,如鉻和錳,如果對這種高合金鋼采用氧化脫磷,在脫磷的同時會氧化許多合金元素。另一方面,鐵合金中的磷一直很難去除,特別是那些在還原標(biāo)準(zhǔn)下產(chǎn)生的磷。近年來,低磷鋼和超低磷鋼的生產(chǎn)對鐵合金中磷含量的規(guī)定越來越嚴(yán)格。因而,人們期待科學(xué)研究出一種在還原標(biāo)準(zhǔn)下有效的脫磷方法,達(dá)到保鉻去磷的目地。煉鋼全過程中,鋼水中磷進(jìn)到爐渣有兩種方法,即氧化脫磷和還原脫磷。當(dāng)體系氧勢小于臨界值,磷元素將關(guān)鍵以P3-形式進(jìn)到爐渣(還原脫磷),而且體系氧勢越低該全過程越易開展。作為還元脫磷劑最常用的是金屬鈣和鈣合金(包括碳化鈣、硅鈣合金),另一種是鋁-鎂、鈣-鋁合金。
實(shí)驗(yàn)反映,用鈣基渣系在還原性氣氛下脫磷能夠達(dá)到這一目地。此外,還原脫磷方法可以使鋼鐵企業(yè)選擇磷含量高、價格低的軟鐵和回收材料作為原料,從而大大提高合金產(chǎn)量,降低煉鋼成本。因而,還原脫磷法更具備科學(xué)研究意義和經(jīng)濟(jì)價值。
各種因素對脫磷率的影響
脫磷率與鋼液的碳含量有緊密的關(guān)聯(lián)。比如,用Ca脫磷時,碳高會推動反應(yīng),進(jìn)而迅速消耗金屬鈣,造成脫磷率的減低,用CaC2作脫磷劑時,若碳高,CaC2則溶解不充分,降低了溶解的金屬鈣,影響了脫磷的效果,因此,鋼液中的碳含量低能加速脫磷反應(yīng)的開展。還原脫磷時也必需充分考慮鋼中氧含量對脫磷的影響,由于鋼中氧直接影響(Ca)的利用率。而得到>50%的標(biāo)準(zhǔn)是:aC<0.92和aO<4×10-4。從理論上說,還原脫磷中的鉻不與金屬鈣化合,不加入反應(yīng),因此鋼液中的鉻應(yīng)當(dāng)沒有損耗。其實(shí),鉻含量會影響脫磷率。根據(jù)科學(xué)的研究,鉻含量影響脫磷率的原因會影響碳活性度。用金屬鈣脫磷時,溫度越低,脫磷率越高。用CaC2脫磷時,高溫脫磷速度快、低溫時則相反??墒?,從總體結(jié)果看來,溫度對脫磷率影響并不大。因而在實(shí)際生產(chǎn)制造中充分考慮總體經(jīng)濟(jì)效益,通常對溫度不需做特殊要求(純鈣脫磷除外)。用不同材料的坩堝進(jìn)行復(fù)原脫磷試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)規(guī)范同樣的情況下要高純石墨增碳大部分不能脫磷;用Al2O3坩鍋,脫磷率較低;在MgO和CaO及石灰石坩堝中脫磷率較高。做為助熔劑的CaF2不但價格便宜,而且熔點(diǎn)較低,易與其他成份形成低熔點(diǎn)化合物,有利于造渣;能溶解脫磷劑Ca,CaC2,減低鈣的蒸氣壓,降低其揮發(fā)損失;減低磷化鈣的活度,促進(jìn)脫磷反應(yīng)順利開展,因而運(yùn)用較廣泛??墒窃趪姺勖摿讜r,由于動力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)好,反應(yīng)面擴(kuò)大,因此渣中CaF2的作用都不顯著了。
隨著廢鋼的循環(huán)運(yùn)用,鋼中的磷因沒法運(yùn)用氧化法有效地脫除而愈聚愈多,進(jìn)而造成市場上有些不銹鋼返回料的磷含量高達(dá)0.047~0.087%。因而,深入分析、改善和發(fā)展不銹鋼脫磷的方法變成日益緊迫的難題。
隨之鋁合金中Mn,Cr等鋁合金原素的提高,磷的活度降低,合金的熔點(diǎn)上升,導(dǎo)致空氣氧化脫磷大部分不能進(jìn)行,尤其是在真空感應(yīng)爐里弱酸性或氧化性氛圍下,冶煉廠不銹鋼板、高溫合金等獨(dú)特鋁合金只能采用復(fù)原脫磷法。SiCa-CaF2法是唯一在工業(yè)規(guī)模上帶少量運(yùn)用的還原脫磷法,而且氧化脫除提升的硅很容易。Ca-Al,、A1-Mg還原脫磷法相對而言操作工藝簡易,脫磷率略顯提升,能夠運(yùn)用在A1、Mg做為有益元素而存有的鋼種的冶煉中。
復(fù)原脫磷法雖然裝有脫磷物質(zhì)沒法解決、易環(huán)境污染、前后左右工藝流程繁雜和對機(jī)器設(shè)備要求高等學(xué)校缺點(diǎn),但是因?yàn)閺?fù)原脫磷法不損害價格昂貴的鋁合金原素(如Cr,Mn等),脫磷率高,因而復(fù)原脫磷法可以使鋼鐵行業(yè)采用含磷較高、價格便宜的軟鐵和回到料作原材料,并且大幅度提高鋁合金的收得率,從而降低煉鐵成本費(fèi)。因而,還原脫磷法更具備科學(xué)研究意義和經(jīng)濟(jì)價值。
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