[发明专利]一种催化型铁酸钙脱磷剂

说明书

本发明属火法冶金技术领域，主要用于铁水预处理及炼钢脱磷。

以前，转炉精炼含磷负荷大的铁水时，多采用增加造渣剂或双渣操作等，浪费了高温下可贵的能量，延长了冶炼时间，增加了耐火材料的损耗，从热力学上讲高温也不利于脱磷反应。因此，近年来铁水预处理工艺逐渐被人们重视。由于苏打系脱磷剂对环境污染严重，铁水预处理的脱磷剂，一般采用粉体CaO、CaF₂、氧化铁等组成的石灰系脱磷剂。

这种脱磷剂由于是石灰与氧化铁等的混合物，存在以下问题：1．从脱磷机理上看，磷先被铁氧化物氧化形成磷氧化物，然后与石灰反应形成稳定化合物。由于石灰不能直接与磷反应，同时磷氧化物遇到铁水中的碳也容易被还原，导致脱磷效率低；2．由于氧化铁和石灰分布不均匀，铁水中局部氧化性较强，使部分合金元素氧化或先氧化后还原，造成能源浪费；3．石灰和氧化铁熔点高，造渣需要相当时间，热量及耐火材料损耗大。

最近也有人使用石灰精炼成熔剂以及石灰和铁矿石烧结后脱磷等，脱磷效果有所改进，但成分比较复杂，条件不容易控制，原料的适用范围也比较窄。

本发明的目的在于提高脱磷效率和节能，寻求一种熔点低、原料成分容易控制，且能与铁水中磷反应一次形成稳定化合物的用脱磷剂。实施结果表明，采用催化型铁酸钙脱磷剂可以这到上述目的。

催化型铁酸钙脱磷剂，主要成分是铁酸钙(Ca_xFe_yO_x+1.5y)，同时含有少量起调剂熔点和催化作用的Na、K、Al、F元素。它与铁水中的磷反应能一次形成稳定的磷酸盐化合物，脱磷速度快，而且在脱磷过程中不过度脱碳。它的成分范围是：铁酸钙(x/y=0.4-1.0，原子比)含量60-100％,Na=0-2.0％,K=0-1.5％,Al=0-5.0％,F=0-5.0％。在实施脱磷过程中，在坩埚内进行铁水脱磷，采用偏心搅拌，在铁水罐等大型容器内进行铁水脱磷，采用氩气搅拌效果为佳。

本发明的实施例是：在一个内径55mm的刚玉坩埚内，盛入500g的碳饱和铁水，1350℃、氩气气氛下，按1∶20的比例放入脱磷剂25g，用直径10mm的刚玉棒以150转/分的速度偏心搅动脱磷。几种催化型铁酸钙脱磷剂的成分如下表：

 实验号铁酸钙，％   Na,％    K,％    Al,％    F,％   x/y    1    2    3    4    60    80    90   100    2.0    1.0    0.6     0    1.5    0.5    1.0     0    5.0    3.0    1.0     0    5.0    4.0    3.0     0    1.0    0.8    0.6    0.4把催化型铁酸钙脱磷剂与氧化铁、石灰和10％CaF₂混合的脱磷剂相比较，其结果如附图所示。其中O-23％CaO+67％Fe₂O₃+10％CaF₂混合的脱磷剂；Δ-催化型铁酸钙脱磷剂。