冶金學煉鋼學課件

主要內容1鋼液的物理性質2熔渣的物理化學性質3熔渣與鋼液之間的反應主要內容1鋼液的物理性質1鋼液的物理性質一鋼的密度

單位體積鋼液所具有的質量，常用符號ρ表示，單位通常用kg/m3。影響鋼液密度的主要因素：溫度和鋼液的化學成分固體純鐵密度：7880kg/m31550℃時液態(tài)的密度：7040kg/m3鋼的變化與純鐵類似。1鋼液的物理性質一鋼的密度鋼液密度隨溫度T（單位為℃）的變化：

ρ=8523-0.8358（T+273）成分對鋼液密度的影響：

ρ1600℃=ρ01600℃-210[C]%-164[Al]%

-60[Si]%-550[Cr]%-7.5[Mn]%

+43[W]%+6[Ni]%鋼液密度隨溫度T（單位為℃）的變化：鐵碳熔體的密度（kg/m3）[C]/%密度1500℃1550℃1600℃1650℃1700℃0.007.167.047.037.006.930.106.986.966.956.896.810.207.067.016.976.936.810.307.147.067.016.986.820.407.147.057.016.976.830.606.976.896.816.806.700.806.866.786.736.676.571.006.786.706.656.596.501.206.726.646.616.556.471.606.676.576.546.526.43鐵碳熔體的密度（kg/m3）[C]/%密度1500℃1550二鋼的熔點鋼的熔點：鋼完全轉變成均一液體狀態(tài)時的溫度，或是冷凝時開始析出固體的溫度。鋼的熔點的計算經驗公式

T熔=1538-90w[C]%-28w[P]%-40w[S]%-17w[Ti]%

-6.2w[Si]%-2.6w[Cu]%-1.7w[Mn]%-2.9w[Ni]%

-5.1w[Al]%-1.3w[V]%-1.5w[Mo]%-1.8w[Cr]%

-1.7w[Co]%-1.0w[W]%-1300w[H]%-90w[N]%二鋼的熔點鋼的熔點：鋼完全轉變成均一液體狀態(tài)時的溫度，或是-100w[B]%-65w[O]%-5w[Cl]%-14w[As]%

或T熔=1536-78w[C]%-34w[P]%-30w[S]%-7.6w[Si]%-5.0w[Cu]%-4.9w[Mn]%-3.1w[Ni]%-1.3w[Cr]%

-3.6w[Al]%-2.0w[V]%-2.0w[Mo]%-2.0w[V]%

-18w[Ti]%-100w[B]%-65w[O]%-5w[Cl]%-三鋼液的黏度黏度：各種不同速度運動的液體各層之間所產生的內摩擦力。黏度的表示形式（1）動力黏度，用符號μ表示；單位為Pa?s(N?s/m2，1泊=0.1Pa?s)；（2）運動黏度，常用符號ν表示，即：ν=μ/ρm2/s鋼液1600℃黏度0.002～0.003Pa?s；純鐵液1600℃黏度0.0005Pa?s。三鋼液的黏度黏度：各種不同速度運動的液體各層之間所產生的內影響鋼液黏度的因素：（1）溫度溫度升高，黏度降低。（2）成分碳對鋼液黏度的影響非常大硅、錳、鎳含量增加，鋼液黏度降低鈦、鎢、釩、鉬、鉻含量增加，鋼液的黏度增加（3）鋼中非金屬夾雜物的含量含量增多，黏度增加，流動性變差影響鋼液黏度的因素：溫度高于液相線50℃時，碳含量對鋼液黏度的影響溫度高于液相線50℃時，碳含量對鋼液黏度的影響四鋼液的表面張力鋼液的表面張力：使鋼液表面產生自發(fā)縮小傾向的力，用符號σ表示，單位為N/m。影響鋼液表面張力的因素：

（1）溫度

鋼液的表面張力是隨著溫度的升高而增大。（2）鋼液成分

溶質元素對純鐵液表面張力影響程度取決于它的性質與鐵的差別大小。如果溶質元素的性質與鐵相近，則對純鐵液的表向張力影響較小，反之則就較大。

（3）鋼液的接觸物

四鋼液的表面張力鋼液的表面張力：使鋼液表面產生自發(fā)縮小傾向合金元素對熔鐵表面張力的影響

合金元素對熔鐵表面張力的影響硫和氧對鐵液表面張力的影響硫和氧對鐵液表面張力的影響液相線以上50℃，碳對鐵碳熔體表面張力影響

液相線以上50℃，碳對鐵碳熔體表面張力影響2熔渣的物理化學性能

一熔渣的作用、來源、分類和組成（1）作用控制鋼液的氧化、還原反應；脫除磷、硫等雜質元素，吸收夾雜物；防止鋼液的吸氣和散熱；穩(wěn)定電弧燃燒；電渣重熔時，熔渣是電阻發(fā)熱體；做保護渣，可減少氧化，防止散熱，提高鑄坯質量。2熔渣的物理化學性能一熔渣的作用、來源、分類和組成（2）來源煉鋼過程有目的加入的造渣材料，如石灰、石灰石、螢石、硅石、鐵礬土及火磚塊。鋼鐵材料中Si、Mn、P、Fe等元素的氧化產物。冶煉過程被侵蝕的爐襯耐火材料。（2）來源煉鋼過程有目的加入的造渣材料，如石灰、石灰石、螢石（3）熔渣的分類與組成類別化學成分轉爐中組成電爐中組成酸性氧化渣CaO+FeO+MnOSiO2P2O550501~450500堿性氧化渣CaO/SiO2CaOFeOMnOMgO3.0~4.535~557~302~82~122.5~3.540~5010~255~105~10堿性還原渣（白渣）CaO/SiO2CaOCaF2Al2O3FeOMgOCaC22.0~3.550~555~82~3<0.5<10<1（3）熔渣的分類與組成類別化學成分轉爐中組成電爐中組成酸性C類別冶金反應特點酸性氧化渣[C]、[Si]、[Mn]氧化緩慢；不能脫P、S；鋼水中[O]較低堿性氧化渣[C]、[Si]、[Mn]迅速氧化；能較好脫P；能脫去50%的S；鋼水中[O]較高。堿性還原渣（白渣）脫S能力強；脫氧能力強；鋼水易增碳；鋼水易回磷；鋼水中[H]增加；鋼水中[N]增加類別冶金反應特點酸性氧化渣[C]、[Si]、[Mn]氧化緩慢二熔渣的化學性質?堿度

1）熔渣堿度熔渣中堿性氧化物濃度總和與酸性氧化物濃度總和之比，常用符號R表示。

爐料中w[P]<0.30%時0.30%≤w[P]＜0.60%時二熔渣的化學性質?堿度酸性渣：R<1.0

又叫長渣：渣中SiO2含量高，高溫下可拉成細絲，冷卻后呈黑亮色玻璃狀。堿性渣：R>1.0（又叫短渣）煉鋼熔渣R≥3.0

煉鋼熔渣中含有不同數量的堿性、中性和酸性氧化物，它們酸、堿性的強弱可排列如下：

CaO＞MnO＞FeO＞MgO＞CaF2＞Fe2O3＞Al2O3＞TiO2＞SiO2＞P2O5

堿性中性酸性酸性渣：R<1.02）過剩堿堿性氧化物全都是等價地確定出酸性氧化物對堿性氧化物的強度，并假定兩者是按比例結合，結合以外的堿性氧化物的量表示方法過剩堿=NCaO+NMgO+NMnO-2NSiO2-3NP2O5-NFe2O3-NAl2O3

實質：實際上是用O2-的摩爾數來表示熔渣的堿度堿性氧化物離解產生O2-

，酸性氧化物則消耗O2-。2）過剩堿?氧化性

1）熔渣的氧化性指一定溫度下，單位時間內熔渣向鋼液供氧的數量。在其他一定的情況下，熔渣的氧化性決定了脫磷、脫碳以及夾雜物的去除等。由于氧化物分解后不同，只有（FeO）和（Fe2O3）才能向鋼中傳氧，而（Al2O3）、（SiO2）、（MgO）、（CaO）等不能傳氧。?氧化性2）熔渣氧化性的表示方法熔渣的氧化性通常是用∑w（FeO）%

表示，包括（FeO）本身和Fe2O3折合成（FeO）兩部分。將Fe2O3折合成FeO有兩種方法全氧折合法

全鐵折合法2）熔渣氧化性的表示方法

注：通常按全鐵法將Fe2O3折算成FeO（原因是取出的渣樣在冷卻的過程中，渣樣表面的低價鐵有一部分被空氣氧化成高價鐵，即FeO氧化成Fe3O4，因而使分析得出的Fe2O3量偏高，用全鐵法折算，可抵消此誤差）。注：通常按全鐵法將Fe2O3折算成FeO（原因是取出熔渣氧化性用氧化鐵的活度來表示顯得更精確。部分氧化鐵會以復雜分子形式存在，不能直接參與反應，氧化鐵的濃度反映不出實際參加反應的有效濃度。在1600℃下，由實驗測定在純FeO渣中，金屬鐵液中溶解的[%O]飽和

=0.23。[%O]飽和與溫度間有著下列關系：★熔渣氧化性用氧化鐵的活度來表示顯得更精確。部分氧化鐵會以復雜[%O]可以應用氧濃度電池直接測出來。式只適用于鐵液中除氧外而無其他的雜質元素的情況，對于鋼液而言，該式就不適合了。熔渣對鋼液的氧化能力一般是用鋼液中與熔渣相平衡的氧含量和鋼液中實際氧含量之差來表示，即：★[%O]可以應用氧濃度電池直接測出來?！?）爐渣氧化性在煉鋼過程中的作用影響化渣速度和爐渣黏度。渣中FeO能促進石灰溶解，加速化渣，改善煉鋼反應動力學條件，加速傳質過程；渣中Fe2O3和堿性氧化物反應生成鐵酸鹽，降低熔渣熔點和粘度，避免煉鋼渣“返干”。影響熔渣向熔池傳氧、脫磷和鋼水的含氧量。低碳鋼水含氧量明顯受熔渣氧化性的影響，當鋼水含3）爐渣氧化性在煉鋼過程中的作用

碳量相同時，熔渣氧化性強，則鋼水含氧量高，且有利于脫磷。影響鐵合金和金屬收得率及爐襯壽命。爐渣氧化性越強，鐵合金和金屬收得率越低；熔渣氧化性強，爐襯壽命降低。碳量相同時，熔渣氧化性強，則鋼水含氧量高，且有利于脫三熔渣的物理性質

（1）熔渣的熔點熔渣的熔化溫度：固態(tài)渣完全轉化為均勻液態(tài)時的溫度；熔渣的凝固溫度：液態(tài)熔渣開始析出固體成分時的溫度。熔渣的熔化溫度與熔渣的成分有關，一般說來，熔渣中高熔點組元越多，熔化溫度越高。三熔渣的物理性質（1）熔渣的熔點熔渣中常見的氧化物的熔點化合物熔點/℃化合物熔點/℃CaO2600MgO·SiO21557MgO28002MgO·SiO21890SiO21713CaO·MgO·SiO21390FeO13703CaO·MgO·2SiO21550Fe2O314572CaO·MgO·2SiO21450MnO17832FeO·SiO21205Al2O32050MnO·SiO21285熔渣中常見的氧化物的熔點化合物熔點/℃化合物熔點/℃CaO2化合物熔點/℃化合物熔點/℃CaF214182MnO·SiO21345CaO·SiO21550CaO·MnO·SiO2>17002CaO·SiO221303CaO·P2O518003CaO·SiO2>2065CaO·Fe2O312203CaO·2SiO214852CaO·Fe2O31420CaO·FeO·SiO21205CaO·2Fe2O31240Fe2O3·SiO21217CaO·2FeO·SiO21205化合物熔點/℃化合物熔點/℃CaF214182MnO·SiO（2）熔渣的黏度影響熔渣黏度的因素（1）熔渣的成分

一般來講，在一定的溫度下，凡是能降低熔渣熔點成分，在一定范圍內增加其濃度，可使熔渣黏度降低；反之,則使熔渣黏度增大。

在酸性渣中提高SiO2含量時，導致熔渣黏度升高，相反，提高CaO含量，會使黏度降低。（2）熔渣的黏度影響熔渣黏度的因素

在堿性渣中，CaO超過40~50%后，黏度隨CaO含量的增加而增加；SiO2在一定范圍內增加，能降低堿性渣的黏度，但SiO2含量超過一定值時會使熔渣變稠；增加FeO含量，渣黏度顯著降低；堿性渣中MgO濃度超過9～10%時，熔渣變黏；Al2O3具有稀釋堿性渣的作用；CaF2本身熔點較低，它能降低熔渣的黏度。在堿性渣中，CaO超過40~50%后，黏度隨CaO含量的

（2）熔渣中的固體熔點熔渣中懸浮的少量尺寸大的顆粒（直徑達幾毫米），對熔渣黏度影響不大；而尺寸較?。?0-3-10-2mm）數量多的固體顆粒呈乳濁液狀態(tài)，使熔渣黏度增加。（3）溫度。一般情況下，溫度升高，熔渣的黏度降低。（2）熔渣中的固體熔點

熔渣和鋼水的黏度值物質溫度（℃）黏度（Pa·s）水250.00089鐵水14250.0015鋼水15950.0025稀熔渣15950.0020黏度中等渣15950.020稠熔渣15950.20FeO14000.030CaO接近熔點<0.050SiO219421.5×104Al2O321000.05

熔渣和鋼水的黏度值物質溫度（℃）黏度（Pa·s）水250.（3）熔渣的密度熔渣的密度決定熔渣所占據的體積大小及鋼液液滴在渣中的沉降速度（渣滴在鋼液中的上浮速度）。固體爐渣密度的近似計算式：

其中：ρi為各化合物的密度；

wi為渣中各化合物的質量百分數，%。

（3）熔渣的密度熔渣的密度決定熔渣所占據的體積大小及鋼液液滴化合物密度化合物密度化合物密度Al2O33.97MnO5.40V2O34.87Na2O2.27P2O52.39ZrO25.56CaO3.32Fe2O35.20CaF22.80CeO27.13FeO5.90FeS4.58Cr2O35.21SiO22.32CaS2.80MgO3.50TiO24.24熔渣中化合物的密度

化合物密度化合物密度化合物密度Al2O33.97MnO5.41400℃時熔渣的密度與組成的關系：熔渣的溫度高于1400℃時,可表示為:一般液態(tài)堿性渣的密度為3000kg/m3，固態(tài)堿性渣的密度為3500kg/m3，FeO＞40%的高氧化性的密度為4000kg/m3，酸性渣的密度一般為3000kg/m3。1400℃時熔渣的密度與組成的關系：

（4）熔渣的表面張力氧化渣（35～45%CaO，10～20%SiO2，3～7%Al2O3，8～30%FeO，2～8%P2O5，4～10%MnO，7～15%MgO）的表面張力為0.35～0.45N/m還原渣（55～60%CaO，20%SiO2，2～5%Al2O3，8～10%MgO，4～8%CaF2）表面張力為0.35～0.45N/m鋼包處理合成渣（55%CaO，20～40%Al2O3，2～15%SiO2，2～10%MgO）的表面張力為0.4～0.5N/m

（4）熔渣的表面張力氧化渣（35～45%CaO，10～20不同熔體的表面張力熔體測定溫度℃表面張力N/m熔體測定溫度℃表面張力N/mCaOFeOAl2O3SiO2P2O5MnO·SiO2CaO·SiO21500140020501500400157015700.5860.5840.6900.2950.0540.4150.400熔渣鋼液(.3%C)純鐵液銅鎳鉛150015001550118314703270.3-0.8～1.51.7-1.91.1031.6150.473不同熔體的表面張力熔體測定溫度表面張力熔體測定溫度表面張影響熔渣表面張力的因素：溫度和成分。熔渣的表面張力一般是隨著溫度的升高而降低，但高溫冶煉時，溫度的變化范圍較小，因而影響也就不明顯。

SiO2和P2O5具有降低FeO熔體表面張力的功能，而Al2O3則相反。CaO一開始能降低熔渣的表面張力，但后來則是起到提高的作用。MnO的作用與CaO類似。影響熔渣表面張力的因素：溫度和成分。熔渣體系表面張力的計算（用表面張力因子近似計算）式中:-熔渣的表面張力，N/m；

-熔渣組元i的摩爾分數；

-熔渣組元i的表面張力因子。熔渣體系表面張力的計算（用表面張力因子近似計算）3熔渣與鋼液之間的反應

一渣量在煉鋼過程中的作用渣量大小是控制鋼中雜質的重要參數之一。渣量大時將

1）降低鋼中合金元素的利用率

2）提高雜質的去除率

3）降低爐子的熱利用率3熔渣與鋼液之間的反應一渣量在煉鋼過程中的作用不同原材料和冶煉方法對爐渣提出不同要求，但是應考慮如下內容：

1）應該有合適的堿度，以保護爐襯、減少侵蝕量，保持高的脫磷、脫硫能力；

2）將鋼液中的磷、硫降到符合要求的含量時所需要的必要渣量和雜質去除率；

3）要保證渣成分和渣量，充分利用合金元素利用率。不同原材料和冶煉方法對爐渣提出不同要求，但是應考慮如下內容：渣量的確定鋼中元素的氧化生成物＋造渣材料（石灰、螢石等）＋耐火材料帶入

1）初渣量：爐內初期形成的渣量，與鋼中元素氧化物的數量有關每噸鋼液中元素氧化生成氧化物的數量Q渣為：

kg/kg鋼液渣量的確定kg/kg鋼液2）渣中ΣFeO量—（FeO+Fe2O3），和很多因素有關（[C]、堿度、熔池溫度等）?當[C]＞0.1%時，轉爐吹煉末期的氧化鐵總量為：?對于任何爐種的氧化渣、特別是低碳鋼（[C]≤0.05%）的鋼液，氧化鐵為：2）渣中ΣFeO量—（FeO+Fe2O3），和很多因素3）Q石灰-造渣材料中石灰的加入量，與初始硅含量、爐渣堿度等有關其中：R-爐渣堿度

(%SiO2)-石灰中(%SiO2)的含量，如3%代入0.03△[Si]-鋼鐵料中硅的平均氧化含量，以0.1%為1單位，如0.5%代入5kg/1000kg鋼液3）Q石灰-造渣材料中石灰的加入量，與初始硅含量、爐渣渣中雜質含量與渣量的關系式中：

[E]-鋼液中殘存的元素含量，kg/100kgΣE-原始狀態(tài)下鋼、渣中元素E的含量，kg/100kgQ渣-100kg鋼液的爐渣重量，kgLE-渣、鋼間元素的分配系數，和渣成分有關kg/1000kg鋼液渣中雜質含量與渣量的關系kg/1000kg鋼液已知：煉鋼原料帶入的磷含量為[P％]料=0.06％，脫硅量為Δ[Si％]＝0.3％，渣中(SiO2％)＝14％，(CaO％)＝36％，(ΣFe%)=20%，T=1873K

求：1）爐渣堿度R、渣量Q渣、石灰加入量Q石灰（石灰中SiO2＝3％）

2）渣中(FeO％)、鋼中平衡磷含量[P％]平

提示：磷的分配系數已知：煉鋼原料帶入的磷含量為[P％]料=0.06％，脫硅量為解：以1000kg鋼液為基準進行計算

kg/1000kg鋼液kg/1000kg鋼液解：以1000kg鋼液為基準進行計算kg/1000kg鋼液k二渣量與脫氧的關系脫氧劑→[O]、（FeO）還原期用硅鐵脫氧時，硅鐵的加入量計算

1）脫除渣中(FeO)消耗的硅鐵量

[Si]＋2(FeO)＝(SiO2)＋2[Fe]（★）反應達到平衡時，[Si]減少和渣內(FeO)減少關系為：加入的硅量和平衡的硅量為渣量的百分數渣中原始FeO和平衡的FeO含量（1）二渣量與脫氧的關系脫氧劑→[O]、（FeO）加入的硅量和平由反應式（★）知：按爐渣共存理論計算有：將（1）、（2）合并得：（2）（3）由反應式（★）知：（2）（3）2）脫除鋼中[O]消耗的硅鐵量

[Si]＋2[O]＝(SiO2)當反應達到平衡時，[Si]和[O]的數量關系為：所以：（4）（5）2）脫除鋼中[O]消耗的硅鐵量（4）（5）主要內容1鋼液的物理性質2熔渣的物理化學性質3熔渣與鋼液之間的反應主要內容1鋼液的物理性質1鋼液的物理性質一鋼的密度

單位體積鋼液所具有的質量，常用符號ρ表示，單位通常用kg/m3。影響鋼液密度的主要因素：溫度和鋼液的化學成分固體純鐵密度：7880kg/m31550℃時液態(tài)的密度：7040kg/m3鋼的變化與純鐵類似。1鋼液的物理性質一鋼的密度鋼液密度隨溫度T（單位為℃）的變化：

ρ=8523-0.8358（T+273）成分對鋼液密度的影響：

ρ1600℃=ρ01600℃-210[C]%-164[Al]%

-60[Si]%-550[Cr]%-7.5[Mn]%

+43[W]%+6[Ni]%鋼液密度隨溫度T（單位為℃）的變化：鐵碳熔體的密度（kg/m3）[C]/%密度1500℃1550℃1600℃1650℃1700℃0.007.167.047.037.006.930.106.986.966.956.896.810.207.067.016.976.936.810.307.147.067.016.986.820.407.147.057.016.976.830.606.976.896.816.806.700.806.866.786.736.676.571.006.786.706.656.596.501.206.726.646.616.556.471.606.676.576.546.526.43鐵碳熔體的密度（kg/m3）[C]/%密度1500℃1550二鋼的熔點鋼的熔點：鋼完全轉變成均一液體狀態(tài)時的溫度，或是冷凝時開始析出固體的溫度。鋼的熔點的計算經驗公式

T熔=1538-90w[C]%-28w[P]%-40w[S]%-17w[Ti]%

-6.2w[Si]%-2.6w[Cu]%-1.7w[Mn]%-2.9w[Ni]%

-5.1w[Al]%-1.3w[V]%-1.5w[Mo]%-1.8w[Cr]%

-1.7w[Co]%-1.0w[W]%-1300w[H]%-90w[N]%二鋼的熔點鋼的熔點：鋼完全轉變成均一液體狀態(tài)時的溫度，或是-100w[B]%-65w[O]%-5w[Cl]%-14w[As]%

或T熔=1536-78w[C]%-34w[P]%-30w[S]%-7.6w[Si]%-5.0w[Cu]%-4.9w[Mn]%-3.1w[Ni]%-1.3w[Cr]%

-3.6w[Al]%-2.0w[V]%-2.0w[Mo]%-2.0w[V]%

-18w[Ti]%-100w[B]%-65w[O]%-5w[Cl]%-三鋼液的黏度黏度：各種不同速度運動的液體各層之間所產生的內摩擦力。黏度的表示形式（1）動力黏度，用符號μ表示；單位為Pa?s(N?s/m2，1泊=0.1Pa?s)；（2）運動黏度，常用符號ν表示，即：ν=μ/ρm2/s鋼液1600℃黏度0.002～0.003Pa?s；純鐵液1600℃黏度0.0005Pa?s。三鋼液的黏度黏度：各種不同速度運動的液體各層之間所產生的內影響鋼液黏度的因素：（1）溫度溫度升高，黏度降低。（2）成分碳對鋼液黏度的影響非常大硅、錳、鎳含量增加，鋼液黏度降低鈦、鎢、釩、鉬、鉻含量增加，鋼液的黏度增加（3）鋼中非金屬夾雜物的含量含量增多，黏度增加，流動性變差影響鋼液黏度的因素：溫度高于液相線50℃時，碳含量對鋼液黏度的影響溫度高于液相線50℃時，碳含量對鋼液黏度的影響四鋼液的表面張力鋼液的表面張力：使鋼液表面產生自發(fā)縮小傾向的力，用符號σ表示，單位為N/m。影響鋼液表面張力的因素：

（1）溫度

鋼液的表面張力是隨著溫度的升高而增大。（2）鋼液成分

溶質元素對純鐵液表面張力影響程度取決于它的性質與鐵的差別大小。如果溶質元素的性質與鐵相近，則對純鐵液的表向張力影響較小，反之則就較大。

（3）鋼液的接觸物

四鋼液的表面張力鋼液的表面張力：使鋼液表面產生自發(fā)縮小傾向合金元素對熔鐵表面張力的影響

合金元素對熔鐵表面張力的影響硫和氧對鐵液表面張力的影響硫和氧對鐵液表面張力的影響液相線以上50℃，碳對鐵碳熔體表面張力影響

液相線以上50℃，碳對鐵碳熔體表面張力影響2熔渣的物理化學性能

一熔渣的作用、來源、分類和組成（1）作用控制鋼液的氧化、還原反應；脫除磷、硫等雜質元素，吸收夾雜物；防止鋼液的吸氣和散熱；穩(wěn)定電弧燃燒；電渣重熔時，熔渣是電阻發(fā)熱體；做保護渣，可減少氧化，防止散熱，提高鑄坯質量。2熔渣的物理化學性能一熔渣的作用、來源、分類和組成（2）來源煉鋼過程有目的加入的造渣材料，如石灰、石灰石、螢石、硅石、鐵礬土及火磚塊。鋼鐵材料中Si、Mn、P、Fe等元素的氧化產物。冶煉過程被侵蝕的爐襯耐火材料。（2）來源煉鋼過程有目的加入的造渣材料，如石灰、石灰石、螢石（3）熔渣的分類與組成類別化學成分轉爐中組成電爐中組成酸性氧化渣CaO+FeO+MnOSiO2P2O550501~450500堿性氧化渣CaO/SiO2CaOFeOMnOMgO3.0~4.535~557~302~82~122.5~3.540~5010~255~105~10堿性還原渣（白渣）CaO/SiO2CaOCaF2Al2O3FeOMgOCaC22.0~3.550~555~82~3<0.5<10<1（3）熔渣的分類與組成類別化學成分轉爐中組成電爐中組成酸性C類別冶金反應特點酸性氧化渣[C]、[Si]、[Mn]氧化緩慢；不能脫P、S；鋼水中[O]較低堿性氧化渣[C]、[Si]、[Mn]迅速氧化；能較好脫P；能脫去50%的S；鋼水中[O]較高。堿性還原渣（白渣）脫S能力強；脫氧能力強；鋼水易增碳；鋼水易回磷；鋼水中[H]增加；鋼水中[N]增加類別冶金反應特點酸性氧化渣[C]、[Si]、[Mn]氧化緩慢二熔渣的化學性質?堿度

1）熔渣堿度熔渣中堿性氧化物濃度總和與酸性氧化物濃度總和之比，常用符號R表示。

爐料中w[P]<0.30%時0.30%≤w[P]＜0.60%時二熔渣的化學性質?堿度酸性渣：R<1.0

又叫長渣：渣中SiO2含量高，高溫下可拉成細絲，冷卻后呈黑亮色玻璃狀。堿性渣：R>1.0（又叫短渣）煉鋼熔渣R≥3.0

煉鋼熔渣中含有不同數量的堿性、中性和酸性氧化物，它們酸、堿性的強弱可排列如下：

CaO＞MnO＞FeO＞MgO＞CaF2＞Fe2O3＞Al2O3＞TiO2＞SiO2＞P2O5

堿性中性酸性酸性渣：R<1.02）過剩堿堿性氧化物全都是等價地確定出酸性氧化物對堿性氧化物的強度，并假定兩者是按比例結合，結合以外的堿性氧化物的量表示方法過剩堿=NCaO+NMgO+NMnO-2NSiO2-3NP2O5-NFe2O3-NAl2O3

實質：實際上是用O2-的摩爾數來表示熔渣的堿度堿性氧化物離解產生O2-

，酸性氧化物則消耗O2-。2）過剩堿?氧化性

1）熔渣的氧化性指一定溫度下，單位時間內熔渣向鋼液供氧的數量。在其他一定的情況下，熔渣的氧化性決定了脫磷、脫碳以及夾雜物的去除等。由于氧化物分解后不同，只有（FeO）和（Fe2O3）才能向鋼中傳氧，而（Al2O3）、（SiO2）、（MgO）、（CaO）等不能傳氧。?氧化性2）熔渣氧化性的表示方法熔渣的氧化性通常是用∑w（FeO）%

表示，包括（FeO）本身和Fe2O3折合成（FeO）兩部分。將Fe2O3折合成FeO有兩種方法全氧折合法

全鐵折合法2）熔渣氧化性的表示方法

注：通常按全鐵法將Fe2O3折算成FeO（原因是取出的渣樣在冷卻的過程中，渣樣表面的低價鐵有一部分被空氣氧化成高價鐵，即FeO氧化成Fe3O4，因而使分析得出的Fe2O3量偏高，用全鐵法折算，可抵消此誤差）。注：通常按全鐵法將Fe2O3折算成FeO（原因是取出熔渣氧化性用氧化鐵的活度來表示顯得更精確。部分氧化鐵會以復雜分子形式存在，不能直接參與反應，氧化鐵的濃度反映不出實際參加反應的有效濃度。在1600℃下，由實驗測定在純FeO渣中，金屬鐵液中溶解的[%O]飽和

=0.23。[%O]飽和與溫度間有著下列關系：★熔渣氧化性用氧化鐵的活度來表示顯得更精確。部分氧化鐵會以復雜[%O]可以應用氧濃度電池直接測出來。式只適用于鐵液中除氧外而無其他的雜質元素的情況，對于鋼液而言，該式就不適合了。熔渣對鋼液的氧化能力一般是用鋼液中與熔渣相平衡的氧含量和鋼液中實際氧含量之差來表示，即：★[%O]可以應用氧濃度電池直接測出來?！?）爐渣氧化性在煉鋼過程中的作用影響化渣速度和爐渣黏度。渣中FeO能促進石灰溶解，加速化渣，改善煉鋼反應動力學條件，加速傳質過程；渣中Fe2O3和堿性氧化物反應生成鐵酸鹽，降低熔渣熔點和粘度，避免煉鋼渣“返干”。影響熔渣向熔池傳氧、脫磷和鋼水的含氧量。低碳鋼水含氧量明顯受熔渣氧化性的影響，當鋼水含3）爐渣氧化性在煉鋼過程中的作用

碳量相同時，熔渣氧化性強，則鋼水含氧量高，且有利于脫磷。影響鐵合金和金屬收得率及爐襯壽命。爐渣氧化性越強，鐵合金和金屬收得率越低；熔渣氧化性強，爐襯壽命降低。碳量相同時，熔渣氧化性強，則鋼水含氧量高，且有利于脫三熔渣的物理性質

（1）熔渣的熔點熔渣的熔化溫度：固態(tài)渣完全轉化為均勻液態(tài)時的溫度；熔渣的凝固溫度：液態(tài)熔渣開始析出固體成分時的溫度。熔渣的熔化溫度與熔渣的成分有關，一般說來，熔渣中高熔點組元越多，熔化溫度越高。三熔渣的物理性質（1）熔渣的熔點熔渣中常見的氧化物的熔點化合物熔點/℃化合物熔點/℃CaO2600MgO·SiO21557MgO28002MgO·SiO21890SiO21713CaO·MgO·SiO21390FeO13703CaO·MgO·2SiO21550Fe2O314572CaO·MgO·2SiO21450MnO17832FeO·SiO21205Al2O32050MnO·SiO21285熔渣中常見的氧化物的熔點化合物熔點/℃化合物熔點/℃CaO2化合物熔點/℃化合物熔點/℃CaF214182MnO·SiO21345CaO·SiO21550CaO·MnO·SiO2>17002CaO·SiO221303CaO·P2O518003CaO·SiO2>2065CaO·Fe2O312203CaO·2SiO214852CaO·Fe2O31420CaO·FeO·SiO21205CaO·2Fe2O31240Fe2O3·SiO21217CaO·2FeO·SiO21205化合物熔點/℃化合物熔點/℃CaF214182MnO·SiO（2）熔渣的黏度影響熔渣黏度的因素（1）熔渣的成分

一般來講，在一定的溫度下，凡是能降低熔渣熔點成分，在一定范圍內增加其濃度，可使熔渣黏度降低；反之,則使熔渣黏度增大。

在酸性渣中提高SiO2含量時，導致熔渣黏度升高，相反，提高CaO含量，會使黏度降低。（2）熔渣的黏度影響熔渣黏度的因素

在堿性渣中，CaO超過40~50%后，黏度隨CaO含量的增加而增加；SiO2在一定范圍內增加，能降低堿性渣的黏度，但SiO2含量超過一定值時會使熔渣變稠；增加FeO含量，渣黏度顯著降低；堿性渣中MgO濃度超過9～10%時，熔渣變黏；Al2O3具有稀釋堿性渣的作用；CaF2本身熔點較低，它能降低熔渣的黏度。在堿性渣中，CaO超過40~50%后，黏度隨CaO含量的

（2）熔渣中的固體熔點熔渣中懸浮的少量尺寸大的顆粒（直徑達幾毫米），對熔渣黏度影響不大；而尺寸較?。?0-3-10-2mm）數量多的固體顆粒呈乳濁液狀態(tài)，使熔渣黏度增加。（3）溫度。一般情況下，溫度升高，熔渣的黏度降低。（2）熔渣中的固體熔點

熔渣和鋼水的黏度值物質溫度（℃）黏度（Pa·s）水250.00089鐵水14250.0015鋼水15950.0025稀熔渣15950.0020黏度中等渣15950.020稠熔渣15950.20FeO14000.030CaO接近熔點<0.050SiO219421.5×104Al2O321000.05

熔渣和鋼水的黏度值物質溫度（℃）黏度（Pa·s）水250.（3）熔渣的密度熔渣的密度決定熔渣所占據的體積大小及鋼液液滴在渣中的沉降速度（渣滴在鋼液中的上浮速度）。固體爐渣密度的近似計算式：

其中：ρi為各化合物的密度；

wi為渣中各化合物的質量百分數，%。

（3）熔渣的密度熔渣的密度決定熔渣所占據的體積大小及鋼液液滴化合物密度化合物密度化合物密度Al2O33.97MnO5.40V2O34.87Na2O2.27P2O52.39ZrO25.56CaO3.32Fe2O35.20CaF22.80CeO27.13FeO5.90FeS4.58Cr2O35.21SiO22.32CaS2.80MgO3.50TiO24.24熔渣中化合物的密度

化合物密度化合物密度化合物密度Al2O33.97MnO5.41400℃時熔渣的密度與組成的關系：熔渣的溫度高于1400℃時,可表示為:一般液態(tài)堿性渣的密度為3000kg/m3，固態(tài)堿性渣的密度為3500kg/m3，FeO＞40%的高氧化性的密度為4000kg/m3，酸性渣的密度一般為3000kg/m3。1400℃時熔渣的密度與組成的關系：

（4）熔渣的表面張力氧化渣（35～45%CaO，10～20%SiO2，3～7%Al2O3，8～30%FeO，2～8%P2O5，4～10%MnO，7～15%MgO）的表面張力為0.35～0.45N/m還原渣（55～60%CaO，20%SiO2，2～5%Al2O3，8～10%MgO，4～8%CaF2）表面張力為0.35～0.45N/m鋼包處理合成渣（55%CaO，20～40%Al2O3，2～15%SiO2，2～10%MgO）的表面張力為0.4～0.5N/m

（4）熔渣的表面張力氧化渣（35～45%CaO，10～20不同熔體的表面張力熔體測定溫度℃表面張力N/m熔體測定溫度℃表面張力N/mCaOFeOAl2O3SiO2P2O5MnO·SiO2CaO·SiO21500140020501500400157015700.5860.5840.6900.2950.0540.4150.400熔渣鋼液(.3%C)純鐵液銅鎳鉛150015001550118314703270.3-0.8～1.51.7-1.91.1031.6150.473不同熔體的表面張力熔體測定溫度表面張力熔體測定溫度表面張影響熔渣表面張力的因素：溫度和成分。熔渣的表面張力一般是隨著溫度的升高而降低，但高溫冶煉時，溫度的變化范圍較小，因而影響也就不明顯。

SiO2和P2O5具有降低FeO熔體表面張力的功能，而Al2O3則相反。CaO一開始能降低熔渣的表面張力，但后來則是起到提高的作用。MnO的作用與CaO類似。影響熔渣表面張力的因素：溫度和成分。熔渣體系表面張力的計算（用表面張力因子近似計算）式中:-熔渣的表面張力，N/m；