近年来,为减少炼钢过程中渣的产生量和提高反应效率,实施了铁水预处理。其中,脱磷处理是主要的工艺,至今已进行了许多研究。
另一方面,在以往的研究中,从环保的观点出发,进行了把转炉炼钢中大量产生的渣再利用于铁水预处理的试验,结果可知,它可提高渣-铁水界面的氧活度,有利于脱硅,还可用于脱磷。
作为脱磷剂,一般使用苏打系和石灰系熔剂。目前主要是使用在石灰系熔剂中添加CaF2或CaCl2等化渣促进剂的混合熔剂,这种脱磷剂廉价且好用。但是,由于将来对卤化物排放的限制,因此希望开发出不含卤化物的熔剂。
基于此因,为提高化渣性和反应效率,日本采用CaO系渣如转炉渣和铁酸钙(CF)类渣在1400℃对高碳铁水中的磷氧化速率进行了实验。采用偶合反应模型对实验结果进行了分析。在添加纯转炉渣的情况下,虽然少量磷一开始就被氧化,但在转炉渣中添加FeO后,脱磷程度明显改善。调查了使用转炉渣和铁酸钙(CF)类渣对高碳铁水进行脱磷反应的速率,获得以下结果。
使用转炉渣时,预脱磷铁水渣的脱磷效果比普通铁水渣的好。
(1)在转炉渣中添加FeO后,界面可保持高的氧活度,有利于脱磷。
(2)使用CF类渣时,其脱磷效果比转炉渣的好,三氧化二铁(Fe2O3)和碳酸钙(CaCO3)及三氧化二铁和生石灰(CaO)的混合物的反应比使用烧结CF的好。
(3)使用CF类渣时,抑制回磷的效果比转炉渣的好。
(4)根据石灰的脱磷效果和脱磷分配比的结果可知,CF类渣有望作为有效脱磷剂用于实际操作。(青山)