磷在脫磷渣中2CaO.SiO2固相顆粒內的擴散速率

  中國鐵礦大部分磷含量較高,使鐵水中磷含量偏高,比如包頭鋼鐵公司鐵水中磷的質量分數為0.2%,造成轉爐冶煉過程渣量大、易噴濺、鐵損大,渣中出現固相質點時,渣的黏度快速上升,渣中物質傳質速度降低,鋼渣接觸界面減小,脫磷后渣中夾帶大量鐵粒,不利于脫磷。轉爐吹煉過程先氧化硅和錳,在硅和錳氧化的后期開始脫磷。轉爐脫磷階段結束時鋼液溫度在1350℃左右,隨堿度的增加,渣中游離的CaO(未熔的石灰)量會增加。

  科研工作者于1400℃下,將2CaO.SiO2顆粒插入到含P2O5為14%(質量分數)的渣中,并保溫20、30、60和100s,研究磷在2CaO.SiO2顆粒中的擴散速率。用SEM-EDS對磷在渣和2CaO.SiO2顆粒中的分布進行了測量,并用菲克第二定律計算了磷在2CaO.SiO2顆粒中的擴散系數。

  結果顯示:磷在2CaO.SiO2中的擴散可視為一維半無限擴散。1400℃時,磷在2CaO.SiO2顆粒中的擴散系數為6.417×10-12m2/s,如果脫磷時間為15~20min,則2CaO.SiO2顆粒不宜大于653μm。