Окисление и восстановление фосфора. Условия его удаления из расплаве стали.

Фосфор растворяется в железе в значительных количествах, и эта реакция сопровождается выделением тепла:

Фосфор явл-ся вредной примесью в сталях:

1)значительно расширяет двухфазную область ликвидус-солидус,что при кристаллизации слитка приводит к сильной ликвации(неоднородности хим. состава).

2)хрупкие прослойки,богатые фосфором снижают пластические свойства стали,особенно при низких t-рах, т.е. вызывают хладноломкость.

В шихту сталеплавильных печей P попадает с расплавом доменного чугуна, в составе стального лома и ферросплавов.

Растворенный в Me-ле P может окисляться кислородом газовой фазы, кислородом закиси железа и кислородом, растворенным в Mе-ле:

При этом все р-ии сопровождаются выделением теплоты.

В случае окисления фосфора газообразным кислородом выделяется максимальное количество тепла и это используется в томасовском конвертерном процессе, где перерабатывают высокофосфористые чугуны в сталь.

При повышении t-ры расплава могут создастся благоприятные условия для восстановления фосфора, поэтому снижение активности оксидов железа в шлаке способствует восстановлению фосфора из шлака при повышенных t-рах. В реальных шлаках всегда сод-ся некоторое кол-во и других компонентов, снижающих активность оксидов железа и повышающих вероятность восстановления фосфора. В результате работы под такими шлаками (с низкой основностью и окисленностью) фосфор, перешедший в шлак при относительно низких t-рах при обычных t-рах сталеварения(свыше 1500 ) практически весь может перейти в Mе-л, поэтому чтобы сохранить фосфор в шлаке необходимо перевести его в более устойчивое соединение или провести замену шлака, т.е. его скачивание и наведение нового.

Чтобы удалить фосфор из Mе-а и удержать его в шлаке необходимо снизить активность в шлаке.Это достигается наведением высокоосновного шлака с помощью добавок . Основная составляющая извести  реагирует с  с образованием устойчивого соединения:

∙

∙

Поэтому при протекании реакции со шлаком, содержащим оксиды железа и оксиды кальция получаем

                                                                                  

При продувке сталеплавильной ванны газообразным кислородом в присутствии извести также происходит образование этих соединений:

В ряде случаев для ускорения дефосфорации прибегают к вдуванию в расплав порошкообразной извести в струе кислорода.

Условия для удаления фосфора из расплава:

1. Наличие высокоосновных шлаков

2. Повышенное содержание в шлаках

3. Низкая t-ра расплава

4. Низкое сод-ие фосфора в шлаках.

При плавке в кислых печах, где удаление фосфора невозможно, необходимо использовать шихтовые материалы чистые по фосфору, чтобы суммарное сод-ие фосфора в шихте было на 0.01% меньше, чем допускается для выплавляемой марки стали.