Схема процесса востановления фосфора

Оновным источником фосфора в шихте являются руды или агломераты (в среднем 0,05-0,06% Р). В некоторых рудах содержание фосфора может доходить до 1,5%, и выплавляемые высокофосфористые чугуны требуют особой технологии их передела в сталь. Главные соединения фосфора в рудах и агломератах: Fe2O3•7 Н2O, ЗFеО•Р2 О5 и ЗСаО•Р2 О5.

Фосфаты железа способны более легко восстанавливаться в силу своей меньшей химической прочности и облегчения восстановления фосфора контактированием с восстанавливаемым железом. Восстановление осуществляется окисью углерода и частично углеродом при 900-1100° С с образованием фосфида железа Fe2 Р, растворяющегося в железе по реакциям:

2 (3Fе0·Р2O5) + 16 СО = 3 [Fe2 Р] + [Р] + 16 СO2;

2 (3FeО·Р2 О5) + 16 С = 3 [Fe2 Р] + [Р] + 16 СО.

Преимущественно содержащееся в шихте соединение фосфора ЗСаO·Р2O5 является более химически прочным и интенсивно восстанавливается лишь при температурах с 1200° С с участием углерода:

ЗСаО·Р2 О5 + 5 С = ЗСаО + 2 Р + 5 СО - 1590 кдж/моль

(-379,65 ккал/моль).

Этот процесс также облегчается при контактировании с металлическим железом или чугуном, растворяющими фосфиды железа и фосфор. Ввиду позднего начала восстановления фосфора из фосфата кальция реакция не успевает закончиться до расплавления пустой породы и дальнейшее восстановление фосфора происходит из шлака. Несмотря на некоторое снижение активности фосфора в шлаке при повышении его основности фосфор практически полностью восстанавливается в чугун.

Таким образом, единственным средством получения чугуна с низким фосфором является подбор соответствующей шихты для доменного процесса.