一种不锈钢脱磷方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 1087072 A(43)申请公布日 2018.11.06

(21)申请号 201810528441.7(22)申请日 2018.05.29

(71)申请人 昆明理工大学

地址 650093 云南省昆明市五华区学府路

253号(72)发明人 张桂芳　严鹏　高磊　史本慧　

姜琪　郑玮　施哲　(51)Int.Cl.

C21C 7/0(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页

()发明名称

一种不锈钢脱磷方法(57)摘要

本发明涉及一种不锈钢脱磷方法，属于一种不锈钢脱磷方法技术领域。将不锈钢切割成颗粒状；将得到的颗粒状不锈钢置于悬浮设备中，抽真空至真空度为0.02~0.5Pa，控制输入电流为200~400A、频率为180~400kHz、输入功率为3000w

使颗粒状不锈钢悬浮并完全融化，完全~4500w，

融化后继续悬浮10~40min进行不锈钢脱磷。本方法在不损失金属合金元素（如Cr、Mn等）和不需要Ca基或Ba基精炼剂的前提下，实现高效、深度、环保的脱磷效果。

CN 1087072 ACN 1087072 A

权　利　要　求　书

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1.一种不锈钢脱磷方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1、将不锈钢切割成颗粒状；步骤2、将步骤1得到的颗粒状不锈钢置于悬浮设备中，抽真空至真空度为0.02~0.5Pa，控制输入电流为200~400A、频率为180~400kHz、输入功率为3000w~4500w，使颗粒状不锈钢悬浮并完全融化，完全融化后继续悬浮10~40min进行不锈钢脱磷。

2.根据权利要求1所述的不锈钢脱磷方法，其特征在于：所述步骤1中颗粒状为圆形颗粒，直径为2.5~4mm。

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CN 1087072 A

说　明　书一种不锈钢脱磷方法

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技术领域

[0001]本发明涉及一种不锈钢脱磷方法，属于一种不锈钢脱磷方法技术领域。

背景技术

[0002]磷在钢铁中，尤其在不锈钢中是危害性最大的元素之一，不仅造成不锈钢成分偏析，而且对不锈钢的抗点腐蚀、抗应力腐蚀以及焊接性能等均产生十分不利的影响，因此，不锈钢精炼中都尽可能将磷降低到最低限度。[0003]不锈钢脱磷的脱磷技术大致分为两类：氧化脱磷和还原脱磷，氧化脱磷需要BaO基或CaO基的碱性渣，而还原脱磷则需要Ca或钙合金，由于还原法脱磷存在着工艺复杂，产物难以处理，所以目前工业上应用较多的脱磷方法均为氧化法。无论那种技术路线都需要在保铬前提下进行，由于铬与氧的亲和力要比磷与氧的亲和力大，氧化脱磷法虽然能够将磷脱除到一个较低的水平，但不可避免的会造成昂贵的合金元素（如Cr、Mn等）损失，这就给不锈钢尤其是高铬不锈钢的脱磷过程造成很大的困难，因此世界各国都将不锈钢的脱磷过程列为研究不锈钢精炼技术的重要课题之一。

发明内容

[0004]针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种不锈钢脱磷方法。本方法在不损失金属合金元素（如Cr、Mn等）和不需要Ca基或Ba基精炼剂的前提下，实现高效、深度、环保的脱磷效果。本发明通过以下技术方案实现。[0005]一种不锈钢脱磷方法，其具体步骤如下：

步骤1、将不锈钢切割成颗粒状；步骤2、将步骤1得到的颗粒状不锈钢置于悬浮设备中，抽真空至真空度为0.02~0.5Pa，控制输入电流为200~400A、频率为180~400kHz、输入功率为3000w~4500w，使颗粒状不锈钢悬浮并完全融化，完全融化后继续悬浮10~40min进行不锈钢脱磷。[0006]所述步骤1中颗粒状为圆形颗粒，直径为2.5~4mm。

[0007]上述悬浮设备为能通过线圈高频交流电来产生变化的磁场，引起线圈内部磁通量发生变化，从而使处于线圈中的不锈钢产生感应电流，使颗粒状不锈钢能够悬浮和融化的现有设备，包括发明人申报的专利申请号为201721813051.1的实用新型设备。[0008]本方法的原理：

（1）通过线圈高频交流电来产生变化的磁场，引起线圈内部磁通量发生变化，从而使处于线圈中的不锈钢产生感应电流，根据弗莱明左手定则，不锈钢则受到线圈的反向作用磁力实现悬浮；根据欧姆定律，不锈钢因为内部的感生电流产生焦耳热而实现熔化。[0009]（2）当不锈钢处于熔化状态时，磷在则会在气液表面发生挥发反应，反应如下：

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CN 1087072 A

说　明　书

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其中，

为定值，表示反应标准吉布斯自由能；R为摩尔气体常数，8.315J/(mol·K)；

表示标准大气压；表示磷在不锈钢熔体中活

为非标准状态下（一定温度、一定压力

为负

T为反应温度；表示磷在气相中分压；度系数；

[0010]

表示磷在不锈钢熔体中的含量，

条件下）脱磷反应的吉布斯自由能。

当不锈钢熔滴处于真空条件下，则

将一直处于一个非常小的状态，

数，则磷在气液表面的挥发反应则会一直进行下去，直到熔体中磷达到一个很低水平。

[0011]本发明的有益效果为：

（1）与现有的不锈钢脱磷技术相比，本方法不使用Ca基或Ba基等精炼剂，避免了放出有害气体、环境污染、危害副产物等不利影响。[0012]（2）由于是在真空环境下进行脱磷反应，本发明基本上不会造成不锈钢中金属合金元素（如Cr、Mn等）的氧化挥发。[0013]（3）本方法脱磷过程中不锈钢熔体不与坩埚接触，而且内部还存在电磁搅拌现象，因此能够实现不锈钢的深度、快速脱磷，更不会引入新的杂质影响不锈钢的性能。具体实施方式

[0014]下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。[0015]实施例1

该不锈钢脱磷方法，其具体步骤如下：步骤1、将不锈钢采用线切割机切割成颗粒状；不锈钢中磷含量为0.0383wt%，Cr含量为17.135wt%，Mn含量为1.86wt%；颗粒状为圆形颗粒，直径为4mm；

步骤2、将步骤1得到的2.14g颗粒状不锈钢置于悬浮设备中，抽真空至真空度为0.02Pa，打开线圈冷却水并通电，调节输入电源控制输入电流为400A、频率为400kHz、输入功率为4500w，使颗粒状不锈钢在1430℃悬浮并完全融化，完全融化后继续悬浮10min进行不锈钢脱磷。

[0016]经本方法脱磷后不锈钢中磷含量为0.0265wt%，Cr含量为17.098wt%单位，Mn含量为1.81wt%单位，脱磷率为30.68%。本方法脱磷后基本上不会造成不锈钢中Cr、Mn等金属合金元素的氧化挥发。[0017]实施例2

该不锈钢脱磷方法，其具体步骤如下：步骤1、将不锈钢采用线切割机切割成颗粒状；不锈钢中磷含量为0.0383wt%，Cr含量为17.135 wt%，Mn含量为1.86 wt%；颗粒状为圆形颗粒，直径为2.5mm；

步骤2、将步骤1得到的0.523g颗粒状不锈钢置于悬浮设备中，抽真空至真空度为0.5Pa，打开线圈冷却水并通电，调节输入电源控制输入电流为200A、频率为180kHz、输入功率为3000w，使颗粒状不锈钢在1430℃悬浮并完全融化，完全融化后继续悬浮40min进行不锈钢脱磷。

[0018]经本方法脱磷后不锈钢中磷含量为0.0149wt%单位，Cr含量为17.082wt%，Mn含量为1.82wt%，脱磷率为61.05%。本方法脱磷后基本上不会造成不锈钢中Cr、Mn等金属合金元素的氧化挥发。

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CN 1087072 A[0019]

说　明　书

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实施例3

该不锈钢脱磷方法，其具体步骤如下：步骤1、将不锈钢采用线切割机切割成颗粒状；不锈钢中磷含量为0.0479wt%，Cr含量为19.21wt%单位，Mn含量为1.85wt%；颗粒状为圆形颗粒，直径为3.3mm；

步骤2、将步骤1得到的1.198g颗粒状不锈钢置于悬浮设备中，抽真空至真空度为0.1Pa，打开线圈冷却水并通电，调节输入电源控制输入电流为300A、频率为320kHz、输入功率为4000w，使颗粒状不锈钢在1500℃悬浮并完全融化，完全融化后继续悬浮30min进行不锈钢脱磷。

[0020]经本方法脱磷后不锈钢中磷含量为0.023wt%，Cr含量为19.07wt%，Mn含量为1.82wt%，脱磷率为51.98%。本方法脱磷后基本上不会造成不锈钢中Cr、Mn等金属合金元素的氧化挥发。

[0021]以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

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