第10卷增刊1 2010年4月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
铁水用CaCz-CaF.渣系脱砷研究
付兵，薛正良，吴光亮，吴莉嘉，吴映江"，柯超"
VoL.10 Suppl. No.1
Apr.2010
(1.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北武汉430081：2.潮南华菱连源钢铁公司技术中心，湖南要底417009）摘要：采用CaC-CaF，查系对链钢含碑较低铁水进行了一系列碳管炉和感应炉脱碑实验研究研究表明，较高的铁条件下，CaC,脱砷为固液反应，其限制性环节为通过铁水一侧的边界层向CaC,颗粒表面的扩散。同时感应炉实验结果表明，铁水中砷含量随反应时间的增加呈现一直降低的趋势，且采用60%CaC2+40%CaFz渣进行脱砷处理，反应
时间15~20min时，砷含量最低可降至0.019%，即最大脱砷率为34.5% 关键词：铁水；脱砷：CaCz-CaFz渣系：动力学
中图分类号：TF549 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)S1-0146-04
成分均匀的柱状铁块和铁锭，主要成分见表1.
随着铁矿资源的逐渐枯竭，各种低品位铁矿石资
源使用量的加大，导致钢中砷等残余元素含量增加，对 CSP热、冷轧板卷的表面质量和力学性能产生了较产严重的不利影响，如冷轧酸洗板表面出现很多残余元素富集的黑点，以及热轧板卷边部缺陷与裂纹的产生等2，目前降低钢铁中残余的方法主要有铁矿焙烧脱砷[]，铁水或钢液用CaO-CaFz渣系(4,5]、CaCz-CaF2渣系[5-7)、硅钙合金脱砷(8，钢液真空处理挥发脱砷9，以及钢液进行稀土处理脱砷[10]，基于脱砷的效果与成本以及工业应用的可行性进行综合考虑，采用CaC-CaF渣系对铁水或钢液进行脱砷无疑是其中最具优势的方法.但采用 CaCr-CaFz渣系对钢液进行脱砷存在CaC分解使钢液增碳的缺点，朱元凯等6]采用CaCr-CaFz渣系对含砷量 0.1%左右的铁水进行还原脱碑实验，取得了不错的脱确效果，但终点砷含量仍比较高.有关CaCz-CaFz渣系对含量较低铁水进行脱砷的实验研究，以及CaC铁水脱砷的机理报道不多因此深入开展CaC-CaFz渣系脱砷的研究对进一步提高钢液纯净度、提升钢材产品质量以及充分利用我国的铁矿资源等有着重要的现实意义
本研究采用CaCr-CaF2渣系对含砷较低铁水进行脱碑实验以期应用于铁水预脱硫工艺，研究各种工艺因素对铁水脱砷效果的影响，确定CaC,脱砷的程度，并对CaC铁水脱碑的机理进行探讨
2实验 2.1实验过程
将工厂生产的生铁通过感应炉熔化后浇铸为多个
表1生铁主要成分
Tablel Chemical composition of pig iron (%, @)
Element Pig iron 2* Iron ingot I' Iron ingot 2
c
Si
Mn
P
4.5660.02570.33
0.370.13
4.417
0.0235
0.35
0.37
0.13
4.474
0610'0
0.45
0.38
0.12
As
Sn
0.029
0.014 0.029
L1o'0
0.029
0.016
采用25KVA立式高温碳管炉在Ar气保护下进行铁水CaC-CaF,渣系脱砷实验.将400g左右的生铁块和渣一起置于石墨地璃中，放于炉内加热熔化，待达到实验温度后恒温25min停炉，并对最终铁样进行取样.实验过程中无搅拌.
用25kg感应炉进行扩大化脱砷实验.将铁锭置于镁砂埚中，通电升温，待铁锭熔化后加渣并取熔清样，此后每隔5min用石英玻璃管取过程样
渣中CaC,采用工业纯试剂，CaFz为化学纯试剂.实验时将CaC,用制样粉碎机磨细，粒度小于0.2mm采
用碑钼杂多兰萃取比色法分析铁样品中的砷含量 2.2实验条件和结果
采用碳管炉和感应炉进行CaCr-CaF2渣系铁水脱砷实验的条件和结果分别如表2和3所示
3影响铁水脱砷的各工艺因素分析 3.1铁水温度对脱砷效果的影响
根据表2中编号2-1,2-2,2-3的实验结果可知，随着铁水温度的升高脱碑率有一定的增加，但当温度超过 1400℃以后，温度对脱砷的影响不大
铁水用CaC脱砷的反应式及标准吉布斯能(11]如下
3CaC,+2[As]~Ca,As+6[C],
收稿日期：2009-0821，修回日期：2009-1121
作者简介：付兵(1986-)，男，湖北省仙机市人，硕士研究生，钢铁冶金专业，E-mail：fubing1986yi@163.com 万方数据