磷對于絕大多數(shù)鋼種來說是有害元素,磷偏聚在晶界上會降低鋼的低溫韌性和引起回火脆性,從而導致鋼的力學性能、可焊性及抗裂紋性能降低。隨著用戶對產(chǎn)品質量要求的逐步提高,成品鋼中磷的限制越來越嚴格。一般鋼材對磷質量分數(shù)的要求都在0.015%以下,如汽車板、管線鋼等都要求w(P)不大于0.01%,特殊耐腐蝕條件下的鋼板甚至要求w(P)不大于0.005%,這就給轉爐脫磷帶來了很大的挑戰(zhàn)。
科研人員基于CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系,從熱力學角度對渣鋼界面的脫磷行為進行分析,歸納出磷分配比與鋼液溫度、碳質量分數(shù)以及爐渣成分間的表達式,并在此基礎上繪制出了CaO-SiO2-FeO-10%MgO渣系的等磷分配比線,同時分析了轉爐終渣氧化性、堿度以及溫度對磷分配比的影響情況。研究結果表明,轉爐吹煉過程磷分配比是鋼液溫度、碳質量分數(shù)和爐渣成分的函數(shù),通過與實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行驗證,發(fā)現(xiàn)其與實際結果吻合良好。
基于該預測公式,在其他條件不變情況下,隨著爐渣FeO質量分數(shù)增加,磷分配比LP先增加后減小,當終渣FeO質量分數(shù)為18%左右時達到最大值;隨著終渣堿度的增加,渣鋼間磷分配比增加,當終渣超過4.0時,磷分配比增加不再明顯。