脱磷剂是铁水预处理中用于去除磷元素的添加剂总称，由氧化剂、造渣剂和助熔剂组成，能将磷氧化为化合物并固定于炉渣中。按反应机理分为氧化型与还原型，工业应用以苏打系和石灰系为主：苏打系兼具供氧与造渣功能但成本较高；石灰系需配合氧化铁、萤石等成分。

磷是绝大多数钢种中的有害元素。近年来，随着科学技术的迅速发展，用户对钢质量的要求不断提高，如对低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢和部分厚板用钢，除了要求硫含量极低以外，还要求钢中磷含量低于0.01%或低于0.005%。此外，为了降低氧气转炉钢的生产成本和实行少渣炼钢，也要求铁水磷含量低于0.015%。

因此，20世纪80年代以来，各国致力于研究铁水预处理脱磷的问题，开发了各种处理方法。

根据所用容器的不同，预脱磷处理方法可分为两种：一种是在盛铁水的铁水包或鱼雷罐车中进行脱磷；另一种是在专用转炉内进行铁水脱磷预处理。专用转炉由于具有脱磷效率高(可顶吹氧，再加上底吹氮搅拌)、可顶加粒状或块状脱磷剂、能控制脱磷渣起泡、可利用部分返回转炉渣作脱磷剂和加锰矿熔融还原等特点，对于处理我国的中、高磷铁水具有较好的应用前景。进入90年代以来，日本及韩国的一些钢厂进行了许多用转炉进行铁水脱磷预处理的研究，并纷纷采用了在转炉内进行铁水脱磷的方法。在转炉内进行铁水预处理时，脱磷剂有喷粉加入和直接加入两种方式。神户制钢的 炉和新日铁的 炉是采用喷粉法加入，其优点是反应速度快、效率高，缺点是需增设喷粉设备，原有设备需要做较大的改动。原NKK福山厂和住友厂的SRP工艺是直接将脱磷剂加入炉内，利用较强的底吹搅拌，也达到了较好的脱磷效果；但为了化渣良好，需采取相应措施。

将脱磷剂以各种方式加入铁水中或铁水表面，使之与铁水中的磷反应生成磷的化合物，从而使磷固定在渣中或进入气相以达到铁水预脱磷目的。脱磷反应过程中形成的渣称为脱磷渣，习惯上有时也将添加剂和脱磷反应过程中形成的渣统称为脱磷剂或脱磷渣。

为将铁水中的磷去除，必须使之与脱磷剂反应生成稳定的化合物并从铁水中分离出来。根据不同的脱磷反应产物和反应过程中所要求的不同氧位，脱磷剂可以分为氧化脱磷剂和还原脱磷剂两大类。将铁水中的磷氧化成氧化物或磷酸根而达到脱磷目的的脱磷剂称为氧化脱磷剂；而将铁水中的磷还原成负价化合物而达到脱磷目的的脱磷剂称为还原脱磷剂。还原脱磷剂主要用于铁合金和合金钢的脱磷，常用的氧化脱磷剂是由作为氧源的易被还原的氧化剂和作为碱基的碱性氧化物以及助熔剂等组成的复合脱磷剂，例如苏打系脱磷剂、石灰系脱磷剂等。

铁水脱磷剂主要由氧化剂、造渣剂和助熔剂组成。氧化剂的作用在于供氧，将铁水中的磷氧化成，使之与造渣剂结合成磷酸盐而留在脱磷渣中。氧化剂一般为气体氧化剂(主要是)和固体氧化剂(轧钢皮、铁矿石、烧结返矿、锰矿石等)。应用的造渣剂主要有两类：苏打()系和石灰()系，它们起着固化硅、磷氧化物的作用，形成稳定的硅酸盐或磷酸盐，同时降低渣熔点。添加的助熔剂一般为萤石和氯化钙等，用来改善脱磷渣的流动性能，同时激化脱磷反应，强化脱磷效果。

在不另加氧化剂时，苏打可直接供氧和脱磷造渣。反应为：和

苏打脱磷有如下特点：

(1)脱磷初期，硅、钛先于磷被氧化；不吹氧时，铁水磷含量降至0.02%以下后，钒才被脱除；脱磷时，锰不氧化。因此，脱磷初期大约只有10%的苏打用于脱磷和气化。

(2)根据苏打在渣中的收得率计算，当铁水含磷量小于0.04%时，收得率显著降低；铁水含硝量为0.01%一0.02%时，喷吹的苏打大约有1/3气化逸出(可能是钠气化)，喷入铁水中的苏打只有20%～40%与磷反应，其余则与硅、钛、硫及钒相结合。

(3)铁水温度低有利于脱磷，温度为1250℃左右时，磷的反应率上升至50%～60%。

(4)吹氧使渣中氧化铁含量上升，与不吹氧相比，渣中的总碳量由0.3%～1.1%下降至0.1%～0.7%，使脱磷反应率提高，减少了铁水温降，且不易回磷。

(5)脱磷渣对反应器内衬侵蚀严重，即使采用 砖用于渣线也不甚理想，该问题尚未得到彻底解决。

虽然苏打具有较高的脱磷和脱硫能力，从脱磷渣和炉尘中能回收大约70%的苏打；但铁水温降大，包衬侵蚀严重，苏打价格高，利用率低，处理成本高。所以，已很少用苏打脱磷，有些厂已改用专用转炉预脱磷的方法。

研究表明，用单一的石灰不能对铁水进行脱磷，脱硫率也不高。若配以氧化剂(或吹氧气)和助熔剂，则可达到很高的脱磷率，同时也有一定的脱硫作用。

如右图1所示为已获得工业应用的脱磷剂及其处理效果。从右图中可以看出，初期石灰系脱磷剂的开发是在铁水预处理脱硫设备的基础上进行的，主要由氧化铁、石灰、萤石等组成，磨成细粉用载气喷人。为了节约脱磷剂的磨制费用和成本，有部分原料以块状从顶部加入，同时使用了烧结粉尘等多种氧化铁粉料，与磨制轧钢皮相比可明显节省费用。后来采用了专用转炉做预处理炉，利用了原来的加料系统，脱磷剂可利用顶部料仓加入，由于反应空间大，搅拌力强，加入的块状料也能迅速熔化，使脱磷反应迅速完成，复吹转炉约10min左右，底吹转炉只需2min。加萤石等助熔剂是为了保证脱磷渣的流动性和反应能力。

铁水脱磷剂由氧化剂、固定剂和助熔剂三大要素构成。要有效地脱去铁水中的有害杂质磷，首先要有适当的氧化剂将溶解于铁水中的磷氧化。然后采用强有力的固定剂，使被氧化的磷牢固地结合在炉渣中。生产实践证明：及早造好高氧化性、高碱度和流动性好的炉渣，是顺利进行脱磷的基本条件。加入助熔剂则有利于改善渣的流动性，改善铁水预脱磷的动力学条件。如石灰熔点高，在用石灰作固定剂时，必须依靠其他成分帮助熔化，即需要助熔剂。

氧化剂 、、、、、 等都是很好的脱磷氧化剂，次之。氧化能力不强，氧以 形式过早逸出，而没有起到氧化作用。由于外界的 分压不高， 分解的 在铁水中易与碳反应生成 ，造成铁水中碳的烧损。为兼顾脱磷效果和成本，用铁矿粉和轧钢铁皮作为氧化剂有利，能增加铁量。选用锰矿粉()可以增加铁液的含锰量。

固定剂有、、等。CaO本身是很稳定的化合物，只作固定剂，不能兼作氧化剂，、则以碳酸盐的形式加入。 代替 在用量18%～20%的范围内，都能取得较好的脱磷效果。从离子理论的观点看：、、、 离子的半径逐步增大，其与熔体中 离子结合能力顺序减弱，而与磷酸根离子的结合能力则依次增强，在铁水预处理脱磷剂中，适量配入 有利于提高脱磷率。

助熔剂有、、 等。 的熔点为772℃， 的熔点为1418℃，降低熔点较 显著，但 极易潮解，黏性强，实际使用中会污染设备且给操作带来不便，同时还需设法解决其表面钝化的问题，才可望有较好的使用前景。在高温条件下的不同助熔剂的助熔能力大小为：

(在1350℃下作用时间超过15min)。

从氧化脱磷反应的热力学方面考虑，首先要求脱磷剂具有足够的氧化性，以便将铁水中的磷氧化。由于磷的氧化物呈酸性，且在高温下很不稳定，因此还需要脱磷剂具有足够高的碱度从而把磷固定在渣中。从动力学方面考虑，为加快铁水预脱磷的处理过程，要求加入的脱磷剂能迅速地形成良好的反应动力学条件，这就要求脱磷剂具有良好的熔化性、成渣性及粉剂反应性等。

氧化脱磷是将溶解于铁水中的磷氧化成 后固定在渣相中，所以首先要求脱磷剂具有足够的氧化性。通常是在脱磷剂中配加氧化亚铁、氧化铁、铁矿石(粉)、氧化铁皮(或铁鳞)等使脱磷渣中含有一定的 来保证其氧化性。在应用喷粉方法的铁水预脱磷处理工艺中，也有通过用空气做载气或喷吹氧气来完成氧化反应的。一般脱磷渣中 量为15%左右时其脱磷能力最大。

脱磷渣最重要的指标，其表达式为渣中碱性氧化物与酸性氧化物含量之比。铁水中磷氧化反应的热力学表明，仅仅把磷氧化成 还不能达到脱磷的目的。这是因为虽然磷的沸点只有864K，但因与铁水中 和 相平衡的 的分压很低；另外，假定 是液体，并且在渣中是饱和的，即使在铁水中氧也饱和，1300℃时铁水中的磷活度亦达到3．15×104的高额数值。这说明 很不稳定，为将生成的P2O5稳定在渣中，惟一的途径是降低渣中 的活度。而 为酸性氧化物，为此必须使渣相含有足够的碱性氧化物，使之与 生成磷酸盐，从而把磷固定在渣中。渣中的碱性氧化物含量越多渣的碱度就越高。

常用的碱度表达式一般为，等。故碱性氧化物也就成为构成脱磷剂的最主要的成分。铁水脱磷剂中常用的碱性成分为某些碱金属和碱土金属的氧化物，例如、 等。

由于铁水脱磷处理的温度比炼钢过程中脱磷期的温度要低得多，所以要求铁水脱磷剂有较低的熔化温度和较好的熔化性，使脱磷渣在铁水温度下有较好的流动性，以满足脱磷过程反应动力学的要求。即使在采用喷粉脱磷的情况下，由于顶渣对总的脱磷效果有着重要的贡献，也要求脱磷反应生成的渣相具有良好的流动性。这一要求一般通过选择适当的脱磷渣组成以及添加助熔剂等途径来达到。

当使用非预熔的脱磷剂进行铁水脱磷处理时，无论是采用喷吹还是顶加的添加方式，脱磷剂的成渣性都对铁水脱磷效果有着重要的影响。为改善脱磷剂的成渣性，加快成渣速度，通常在成渣性欠佳的脱磷剂中配加萤石、氧化铁皮等助熔剂。

在采用喷吹脱磷剂的方法进行铁水脱磷处理时，还要求脱磷粉剂具有良好的反应性。这包括良好的化学反应性(如石灰粉剂要求较高的活性度)和恰当的粒度组成。另外，为便于储运和保证喷粉过程的顺利进行，要求脱磷粉剂分别具有强的抗潮解能力和良好的流动性。