1.1 脱磷反应

1.1.1 磷元素在不锈钢中的作用

磷是非碳化物形成元素，它在钢中的存在形式主要是溶于铁素体。在诸多置换固溶体形成元素中，磷的固溶强化能力最大，其固溶强化效应是硅的7倍，是锰的10倍。在低碳钢中，每增加0.01%的磷，其屈服强度可提高4.1~5.5MPa。对于耐腐蚀钢，磷元素还可提高钢材在大气中的耐腐蚀性。

同时，作为钢中有害元素之一，磷会降低钢材的朔性和韧性以及可焊性，即在钢条焊接时，使焊缝出现“冷脆现象”，降低钢的冲击韧性。为保证钢材质量，一般要求不锈钢中磷含量控制在0.035%以下. 在电炉炼钢生产中，除了某些有特殊性能要求的钢种外，磷作为有害元素被去除。

1.1.2 脱磷的热力学条件

通常认为，磷在钢中是以[Fe₃P]或[Fe₂P]形式存在炼钢过程的脱磷反应在金属液与熔渣界面进行。在炼钢条件下，脱磷效果可用熔渣与金属液中磷浓度的比值来表示，该比值称为磷的分配系数。分配系数越大说明熔渣脱磷能力越强，脱磷越彻底。

脱磷主要有两种理论，一种是分子理论，另一种是离子理论。脱磷的有利条件为：（1）低温；（2）高碱度；（3）高氧化铁；（4）渣量大的炉渣。

1.1.3 脱磷的动力学条件

   P在钢水中氧化反应的活化能为33.5kJ/mol，在炼钢温度下，界面脱磷反应速度较快:因炼钢配料多采用低磷废钢，因此[P]向渣-钢界面扩散传质成为脱磷过程的主要限制性环节。

氧化期脱磷操作关键是强化传质过程，从而提高脱磷速度。为此，在实际操作中，氧化期要保证一定的脱碳量和合适的脱碳速度，通过碳氧反应加强钢液搅拌，增大渣-钢接触面积，加快传质速度，促进脱磷反应顺利进行。

1.1.4 影响脱磷反应的因素

   主要影响因素为：

（1）氧化性；

（2）炉渣碱度；

（3）温度；

1.1.5 返磷现象及其预防

    氧化前期脱磷是在略高于熔点的温度下进行的，在该温度下，渣钢间的脱磷反应处于平衡状态。而氧化后期湿度升高，钢中的磷含量反面会增加，即为返磷现象。返磷现象从氧化后期直到还原期结束都会出现，产生返磷现象的主要原因有:

（1）或者矿石和石灰的Feo和Cao含量低，渣的碱度不能满足脱磷的要求，因此无法达到预期的脱磷效果;

（2）原始含量高，操作不严格，未达到脱磷条件;

（3）不彻底在渣线、炉和炉顶的氧化渣在炉温升高后，回淌到钢液内，氧化渣内的P₂0₅重新返回钢液中;

（4）生铁或铁合金的加人可能会带入一部分磷。

为了避免或减少返磷现象的出现，在生产中可以采用以下措施:

（1）流渣或扒出部分高磷炉渣;

（2）防止高温钢液出钢;

（3）无渣出钢，避免下渣;

（4）提高脱氧前或出钢后的炉渣碱度。