减少钢液中含磷量的化学反应

减少钢液中含磷量的化学反应。磷是钢中有害杂质之一。含磷较多的钢,在室温或更低的温度下使用时,轻易脆裂，称为“冷脆”。钢中含碳越高，磷引起的脆性越严重。一般普通钢中规定含磷量不超过0.045%，优质钢要求含磷更少。生铁中的磷，主要来自铁矿石中的磷酸盐。氧化磷和氧化铁的热力学稳定性相近。在高炉的还原条件下，炉料中的磷几乎全部被还原并溶进铁水。如选矿不能除往磷的化合物，脱磷就只能在（高）炉外或碱性炼钢炉中进行。

铁中脱磷题目的熟悉和解决，在钢铁生产发展史上具有特殊的重要意义。钢的大规模产业生产开始于1856年贝塞麦(H.Bessemer)发明的酸性转炉炼钢法。但酸性转炉炼钢不能脱磷；而含磷低的铁矿石又很少，严重地阻碍了钢生产的发展。1879年托马斯(S.Thomas)发明了能处理高磷铁水的碱性转炉炼钢法，碱性炉渣的脱磷原理接着被推广到平炉炼钢中往，使大量含磷铁矿石得以用于生产钢铁，对现代钢铁产业的发展作出了重大的贡献。

碱性渣的脱磷作用脱磷反应

碱性渣的脱磷作用脱磷反应是在炉渣与含磷铁水的界面上进行的。钢液中的磷[kg2][P][kg2]和氧[kg2][O][kg2]结合成气态PO的反应：

2[P]+5[O]─→PO[145-1](1)1600时的平衡常数非常小(=4.4×10),[kg2]要靠天生PO气体逸出而使钢液脱磷，显然是不行的。但假如钢液和碱性渣接触,PO就会与渣中的氧化钙(CaO)结合成稳定的3CaOPO或4CaOPO，总反应是：

2[P]+5[O]+3(CaO)─→(3CaOPO)(2)

1600时，=1.7×10或2[P]+5[O]+4(CaO)─→(4CaOPO)(3)

1600时，=3.5×10平衡常数如此大，说明碱性渣的脱磷能力是很强的。熔渣离子理论以为：碱性渣中含有自由的氧离子O，它能与PO结合成稳定的PO离子，脱磷反应是：

2[P]+5[O]+3(O)─→2(PO)(4)不管是分子理论或离子理论，但是有一个重要的事实是：3CaOPO4CaOPO和PO都有很高的热力学稳定性。根据熔渣阴离子聚合模型(见马松模型)，PO还能与渣中的硅-氧链结构形成SiPO、SiPO、SiPO等稳定的复合阴离子。

渣量、FeO含量、温度对脱磷的影响增大渣量，或将含磷多的炉渣放出，另造新的碱性渣，都是使钢液有效脱磷的措施。渣中含有足够量的FeO不仅可以向钢液传送氧，还能使加进炉内的固体石灰更快地溶进渣中，使渣中自由的O离子增多，从而进步熔渣的脱磷能力。脱磷是放热反应，温度较低有利于反应的进行。