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磷铁元素组成及性质用途
2016-04-08
磷铁(ferrophosphorus)是磷和铁组成的铁合金,还含有硅、锰、碳、硫等杂质,主要用作钢和铁的磷添加剂。磷铁按含磷量分为:FeP24(P23.0%~25.0%),FeP21(P20.0%~23.0%),FeP18(P17.0%~20.0%)和FePl6(P15.0%~17.0%)4种。磷的原子序数15、原子量30.97、外层电子结构为3S23P3、密度1.83g/cm3(白磷)和2.2g/cm3(红磷)、熔点44℃、沸点257℃、磷和铁二元系的平衡相图见图1。由图可知存在Fe3P、Fe2P、FeP、FeP2等磷化物。含磷18%~25%磷铁的熔化温度范围为1100~1250℃,密度为5.8~6.5g/cm3。
随着高炉强化冶炼,用钛矿或钛球护炉已成为很多钢铁厂稳定生产和延长高炉寿命的主要手段之一,而随着需求量的增加,钛矿和钛球价格不断上升,对高炉炼铁和成本带来了很大的影响,球团矿具有品位高、脉石含量低、强度高、还原性好等优点,是高炉炼铁的主要原料之一。2010年8月,*钢在京唐公司为两座5500立方米的超大型高炉配套建设了一台年产400万吨的大型带式焙烧机球团生产线,可供京唐公司球团生产用的铁矿粉是秘鲁磁铁矿粉,但由于其硅偏低,且碱金属含量高,如果不配加其它高硅矿粉,球团矿的还原膨胀率指标异常高,无法满足大型高炉的入炉要求。为控制球团矿还原膨胀率,球团生产初期SiO2含量控制在3.5%以上,影响了高炉进一步精料的原则。
另外,烧结需要配加白云石等含镁熔剂来保证炉渣流动性,但烧结加入过多含镁溶剂后存在转鼓强度和粒度下降的问题。随着高炉强化冶炼、铁矿资源的劣化和钾钠锌等有害元素负荷的增加,京唐公司两座高炉从2013年开始全面进入护炉状态,每月对护炉资源的需求量达到3万吨。护炉资源开始选用外购钛矿和钛球,但外购资源不仅价格高,且存在还原粉化和熔滴等性能低等问题,高炉指标受到了一定影响,2013年京唐公司两座高炉的燃料比由482.5kg/t上升到了498kg/t,针对一系列问题,*钢技术研究院和京唐公司联合提出生产含钛含镁低硅多功能球团矿的思路。