NRP法

NRP法全称为New Refining Process。该法使用铁水罐进行脱磷，设有测温取样、排脱硅渣、脱磷和排脱磷渣4个工位。为防止跑渣铁，在铁水罐上部设有浸渍槽。使用石灰系脱磷剂，通过调整渣中CaO/O之比可同时脱磷、脱硫。氧化剂用喷吹氧化铁和氧气或顶加氧化铁和顶吹氧的方式供给。

简介NRP法全称为New Refining Process。该法使用铁水罐进行脱磷，设有测温取样、排脱硅渣、脱磷和排脱磷渣4个工位。为防止跑渣铁，在铁水罐上部设有浸渍槽。使用石灰系脱磷剂，通过调整渣中CaO/O之比可同时脱磷、脱硫。氧化剂用喷吹氧化铁和氧气或顶加氧化铁和顶吹氧的方式供给1。

影响因素在各工艺中，脱磷的操作条件因铁水的处理目标和初始条件而异，但主要应控制的操作条件有铁水初始硅含量、温度、氧化剂、渣碱度和脱磷剂用量等因素。

硅含量脱磷前铁水含硅量应控制在0.15%以下，以确保以小量脱磷剂实现高效脱磷。根据转炉吹炼经验，硅降至0.2%以下时开始脱碳，为防止脱硅时碳的氧化，脱磷前铁水含硅量也可控制在0.2%左右。由于高炉冶炼低硅生铁已成为可能，许多钢铁企业正在开展同时脱硅、脱磷研究，如日本日新制钢进行了5t规模的同时脱硅、脱磷研究，结果表明，通过控制CaO/∑O2(∑O2=O2+固体氧化剂含氧量)比值，即使硅含量为0.5%的铁水也可有效地脱磷，而脱磷剂用量增加不大。这是因为有效脱磷的条件一是增大氧势，二是提高碱度，即降低CaO/∑O2值，在高氧势条件下脱磷和提高CaO/∑O2以及在高碱度条件下脱磷都是可能的，而前者的脱硅效率比后者大。关键是根据具体条件选择合适的CaO/∑O2值。日新制钢选择的是1.5kg/m。

处理温度铁水脱磷温度不宜过高。合适的处理温度是1380~1480℃。这是考虑到铁水脱磷过程中产生温降和转炉炼钢对入炉铁水温度要求确定的。从脱磷的热力学条件和使用苏打灰为脱磷剂时防止或减少其挥发的角度考虑，低温有利，但低温不利于石灰系脱磷剂的渣化和保证不了炼钢对铁水温度的要求。而温度过高，从脱磷热力学条件和苏打灰挥发损失考虑都不利于脱磷。脱磷处理后的铁水显热和潜热都降低，前者是因为脱硅、脱磷使用了大量的冷态脱磷剂，后者是因为作为炼钢热源的硅、锰，磷和碳在处理过程中被除去或降低。

氧化剂氧化剂有气体氧(O2)和固体氧(铁矿石或氧化铁)两种，二者的作用有3点不同:

(1)气体氧使铁水温度升高，而固体氧降低铁水温度;原因是气体氧与铁水中[C]的反应为放热反应，而氧化铁与[C]的反应是吸热反应;另外气体氧的存在促进CO的二次燃烧也使铁水温度升高。

(2)顶加氧化铁与面吹氧相比，脱磷终渣中全铁高;但也有的研究指出，增加气氧比会使渣中全铁增加，气氧比为60%时，渣中全铁高达15%，如在脱磷后期停止吹氧，可使渣中全铁保持在5%左右。

(3)氧形态不同脱磷效果也不同。氧化剂的加入方式有向铁水中喷吹氧气和氧化铁、顶加氧化铁和面吹氧气，其中顶加固体氧对脱磷效率很重要，因只喷吹氧化剂使渣中氧化铁降低，不能确保脱磷效果。

渣碱度渣碱度高，有利于脱磷。苏打系脱磷剂熔点低，可根据脱磷要求选择合适的碱度。使用石灰系脱磷剂时，碱度CaO/SiO2为3~4时磷容最高2。

铁水预脱磷工艺方法铁水预脱磷工艺与高炉出铁场或其他脱硅设备相衔接，生产流程采取多罐位流水作业方式，处理时间与炼钢炉冶炼周期相配合。少量处理以低磷钢或超低磷钢为对象，生产规模小，为节省投资采用单工位多功能方式。脱磷方法根据使用脱磷剂不同有SARP法、铁水罐法、槽型连续处理法、ORP法、转炉法和NRP法。

SARP法日本住友金属的鹿岛制铁所1982年起实施的铁水预脱磷工艺Soda Ash Refining Process的简称。铁水首先在高炉出铁场和鱼雷车内脱硅，然后用苏打灰脱磷、脱硫。该法的特点是可同时脱磷、脱硫，处理过程中Mn、C损失少。碱度(Na2O/SiO2)为3时磷分配比(P2O5)/[P]高达1500。如配合吹氧和加入氧化铁可有效地控制Na2CO3+[C]-→Na2O+CO，Na2O+[C]→2Na+CO，P2O5+[C]-→2[P]+5CO反应引起的苏打灰蒸发损失和回磷。另外可从脱磷终渣中回收苏打灰二次利用。

铁水罐法该法有两种形式:一种是向罐内喷入苏打灰配合添加烧结矿脱磷，一种是顶加苏打灰配合氧气搅拌脱磷。后者如选择适当的搅拌则脱磷效果与喷吹法等同。另外铁水罐法中还有机械搅拌法(KR法)(见机械搅拌法脱硫)，该法设备投资低，操作简便，但因搅拌效果较差，脱磷率低。

槽型连续处理法也称AL炉法，全称是ALPHER (Alkali-Pretreatment with Hydro-ExtractedRecycling)。该法的特点一是利用渣铁间的逆流接触提高反应效率，二是在同一设备内连续进行脱硅、脱磷处理，三是可以回收苏打灰重复利用。该法虽是较理想的操作方式，但由于其前步工序的高炉是间歇式出铁，其后步工序炼钢更是典型的间歇式操作，而在两道间歇式工序间设连续式的苏打灰精炼很难协调。

ORP法典型的ORP法是新日铁君津厂的工艺(optimizing the refining process)，其突出特点是用CaO系脱磷剂、全部使用固态氧源和适用于所有钢种的处理，具体处理水平是:普通钢[P]=0.015%~0. 040 %，[S]=0. 010 %;低磷钢[P]=0. 005%~0.015%，[S]= 0. 005%;低磷低硫钢则为[P] =0. 005% ~0. 015%，[S]=0. 003%。另外，脱磷渣残留在鱼雷车内，注入脱硅铁水后同脱硅渣一起扒掉3。

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石季英 - 副教授 - 天津大学