第六章氧化反应 式(6-64)可用来计算碱性氧化渣的P20活度 例6-2某52某50吨氧气顶吹转炉的炉渣成份如下:54.4%6Ca0,9.1%Mg0,2.%5Mn0, 18.5%Fe0,10.7%Si02,3.5%P203金属温度为1600℃计算该渣的Fγr 解 42000 Ig y p205=-1.12×16.783- +23.58=-17.6409 1873 XP0=2.28×106 由此得出结论,迅速造成碱性氧化渣是脱磷的必要条件。 炉渣成分%折合为100100克渣摩尔数摩尔分数N 54.4 55.3 0.57022×0.57=12.54 Mgo 9.2 0.230 15×0.134=2.01 Mno 2.5 2.5 0.035 0.02113×0.021=0.273 18.5 Si0210.7 0.180 0.110 2×0.11=0.22 0.024 0.015 共计|98.2 100.0 1.719 1.00 16.783 6.4.2脱磷的热力学条件 1.石灰脱磷的反应式在现代的炼钢过程中,只有用Ca0使磷的氧化产物P205稳定地存在 于熔渣中,才能有效地脱磷。为了表达用石灰脱磷的反应,首先必须确定反应物和生成物的 形态。 在一些资料上常可见到用Fe2P、FeP或P表示磷参加反应的形态。之所以有这样的不同, 是因为迄今还没有准确地确定磷在熔铁中存在的形式。从Fe-P相图上看,Fe和P有四个化合 物:FeP、Fe2P、FeP和FeP2。从高磷生铁中含碳较低(~3.5%)这一情况出发,过去认为l 和Fe可相互作用并能取代一部份碳,铁水中磷的存在形式应当是FeP,但从Fe-P相图上可以 看出Fe3P在1600℃时分解,在炼钢温度下稳定的是Fe2P。另外,从Fe-P合金的表面张力和高 温原电池电动势随磷含量的变化上均证明磷在铁液中应以FeP形态存在。 通常用[]表示溶解在熔铁中的磷,因为磷在Fe-P化合物中只有一个P原子,这样表示方 法不影响对脱磷反应的热力学分析 至于说到P203在熔渣中存在的形态,因对熔渣结构认识不同而有不同的看法。实用上 般认为在碱性熔渣中Ca0和P2O可以形成稳定的(Ca0)x·P20s型化合物,其中x为3或±。从Ca0- P203相图看,(Ca0)3·P205在高温下比(Ca0)4·P205稳定,所以在碱性炼钢渣中似乎应当是 (Ca0)3·P03,但在一些用Cao坩埚做熔铁脱磷反应平衡实验时,分析税磷反应产物却是 (CaO)4·P20s。目前对脱磷反应产物可以写做:(Ca0)3·P03或(Ca0)4·P05。从熔渣结构离子 理论则认为是(P04。 由以上所述,可以将石灰脱磷的反应写成下列形式 [P]+5(Fe0)+3(Ca0)=(CaP205)+5[Fe] (6-65) 2[P]+5(Fe0)+4(Ca0)=(CaP20)+5[Fe]第六章 氧化反应 121 式(6—64)可用来计算碱性氧化渣的P205活度。 例6-2 某 5．2 某50吨氧气顶吹转炉的炉渣成份如下：54.4％CaO，9.1％Mg0，2.%5MnO， 18.5%FeO，10.7%SiO2，3.5％P2O5金属温度为1600℃计算该渣的FγP205。 解 42000 1gγP205=-1.12×16.783- ------- +23.58= -17.6409 1873 γP205= 2.28×10-18 由此得出结论，迅速造成碱性氧化渣是脱磷的必要条件。 炉渣成分 ％ 折合为 100% 100 克渣摩尔数 摩尔分数Ni AiNi CaO MgO MnO FeO SiO2 P205 54.4 9.1 2.5 18.5 10.7 3.5 55.3 9.2 2.5 18.7 108 3.5 0.990 0.230 0.035 0.260 0.180 0.024 0.570 0.134 0.021 0.150 0.110 0.015 22×0．57=12.54 15×0.134=2.01 13×0.021=0.273 12×0.15=1.80 2×0.11=0.22 -- 共 计 98.2 100.0 1.719 1.00 16.783 6.4.2 脱磷的热力学条件 1．石灰脱磷的反应式 在现代的炼钢过程中，只有用CaO使磷的氧化产物P205稳定地存在 于熔渣中，才能有效地脱磷。为了表达用石灰脱磷的反应，首先必须确定反应物和生成物的 形态。 在一些资料上常可见到用Fe2P、Fe3P或P表示磷参加反应的形态。之所以有这样的不同， 是因为迄今还没有准确地确定磷在熔铁中存在的形式。从Fe-P相图上看，Fe和P有四个化合 物：Fe3P、Fe2P、FeP和FeP2。从高磷生铁中含碳较低(～3．5％)这一情况出发，过去认为P 和Fe可相互作用并能取代一部份碳，铁水中磷的存在形式应当是Fe3P，但从Fe-P相图上可以 看出Fe3P在1600℃时分解，在炼钢温度下稳定的是Fe2P。另外，从Fe-P合金的表面张力和高 温原电池电动势随磷含量的变化上均证明磷在铁液中应以Fe2P形态存在。 通常用[P]表示溶解在熔铁中的磷，因为磷在Fe-P化合物中只有一个P原子，这样表示方 法不影响对脱磷反应的热力学分析。 至于说到P205在熔渣中存在的形态，因对熔渣结构认识不同而有不同的看法。实用上一 般认为在碱性熔渣中CaO和P205可以形成稳定的(CaO)x·P205型化合物，其中x为3或4。从CaO￾P205相图看，(CaO)3·P205在高温下比(CaO)4·P205稳定，所以在碱性炼钢渣中似乎应当是 (CaO)3·P205，但在一些用CaO坩埚做熔铁脱磷反应平衡实验时，分析税磷反应产物却是 (CaO)4·P205。目前对脱磷反应产物可以写做：(CaO)3·P205或(CaO)4·P205。从熔渣结构离子 理论则认为是(P03- 4)。 由以上所述，可以将石灰脱磷的反应写成下列形式： 2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(Ca3P205)+5[Fe] (6—65) 或 2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(Ca4P209)+5[Fe] (6—66) 121