炉渣成分

供氧操作

白云石造渣。采用白云石或轻烧白云石代替部分石灰石造渣，提高渣中mgo含量，减少炉渣对炉衬的侵蚀，具有明显效果。

omgo在低碱度渣中有较高的熔解度，采用白云石造渣，初期渣中mgo浓度提高，会抑制熔解炉衬中的mgo，减轻初期炉渣对炉衬的侵蚀。同时，前期过饱和的mgo会随着炉渣碱度的提高而逐渐析出，使后期渣变粘，可以使终渣挂在炉衬表面上，形成炉渣保护层，有利于提高炉龄。

造渣制度

o在保证渣中有足够的∑(feo)、渣中（mgo），不超过6%的条件下，增加初期渣中mgo含量，有利于早化渣并推迟石灰石表面形成高熔点致密的2cao?sio2壳层。

萤石的化渣作用

萤石的主要成分为caf2，并含有sio2、fe2o3、al2o3、caco3和少量磷、硫等杂质。它的熔点约1203k。萤石加入炉内后，在高温下即爆裂或碎块并迅速熔化。它的作用体现在：

ocaf2与cao作用形成熔点为1635k的共晶体，直接促进石灰的熔化；

o萤石能显著降低2cao?sio2的熔点,使炉渣在高碱度下有较低的熔化温度；

ocaf2可降低炉渣粘度。

二、造渣方法

根据铁水成分和所炼钢种来确定造渣方法。常用的造渣方法有单渣法、双渣法和双渣留渣法。

o单渣法：整个吹炼过程中只造一次渣，中途不倒渣、不扒渣，直到吹炼终点出钢。入炉铁水si、p、s含量较低，或者钢种对p、s要求不太严格，以及冶炼低碳钢，均可以采用单渣操作。采用单渣操作，工艺比较简单，吹炼时间短，劳动条件好，易于实现自动控制。单渣操作一般脱磷效率在90%左右，脱硫效率约为30%－40%。

o双渣法：整个吹炼过程中需要倒出或扒出约1/2－2/3炉渣，然后加入渣料重新造渣。

根据铁水成分和所炼钢种的要求，也可以多次倒渣造新渣。

在铁水含磷高且吹炼高碳钢，铁水硅含量高，为防止喷溅，或者在吹炼低锰钢种时，为防止回锰等均可采用双渣操作。

双渣操作脱磷效率可达95%以上，脱硫效率约60%左右。

双渣操作会延长吹炼时间，增加热量损失，降低金属收得率，也不利于过程自动控制。

其操作的关键是决定合适的放渣时间。

o双渣留渣法：将双渣法操作的高碱度、高氧化铁、高温、流动性好的终渣留一部分在炉内，然后在吹炼第一期结束时倒出，重新造渣。此法的优点是可加速下炉吹炼前期初期渣的形成，提高前期的去磷、去硫率和炉子热效率，有利于保护炉衬，节省石灰用量。采用留渣操作时，在兑铁水前首先要加废钢稠化冷凝熔渣，当炉内无液体渣时才可兑入铁水，以避免引发喷溅。

泡沫渣：

o由于炉内的乳化现象，大大发展了气―熔渣―金属液的界面，加快了炉内化学反应速度，从而达到良好的吹炼效果。当然若控制不当，严重的泡沫渣也会引发事故。

o大量的研究表明，气泡少而小，炉渣表面张力低，炉渣粘度大，温度低，泡沫容易形成并稳定地存在于渣中，生成泡沫渣。

o吹炼前期，脱碳速度小，泡沫小而无力，易停留在渣中，炉渣碱度低，∑(feo)较高，有利于渣中铁滴生成co气泡，并含有一定量的sio2、p2o5等表面活性物质，因此易起泡沫。

o吹炼中期，脱碳速度大，大量的co气泡能冲破渣层而排出，炉渣碱度高，∑(feo)较低，sio2、p2o5表面活性物质的活度降低，因此引起泡沫渣的条件不如吹炼初期，但如能控制得当，避免或减轻熔渣返干现象，就能得到合适的泡沫渣。

o吹炼后期，脱碳速度降低，产生的co减少，碱度进一步提高，∑(feo)较高，但[c]较低，产生的co少，表面活性物质的活度比中期进一步降低，因此，泡沫稳定的因素大大减弱，泡沫渣趋向消除。

o在吹炼过程中，由于氧射流与熔池的相互作用，形成了气―熔渣―金属液密切混合的三相乳化液。分散在炉渣中的小气泡的总体积往往超过熔渣本身体积的数倍甚至数十倍。熔渣成为液膜，将气泡包住，引起熔渣发泡膨胀，形成泡沫渣。正常泡沫渣的厚度经常在1－2m，甚至3m。

影响熔渣泡沫化的因素：

（1）进入熔渣的气体量。这是熔渣泡沫化的外部条件，单位时间内进入炉渣的气体越多，炉渣的泡沫化程度越高，例如吹炼中期脱碳速度快，产生气体量大，容易出现炉渣严重泡沫化现象。

（2）熔渣本身的发泡性即气体在渣中的存留时间。这是熔渣泡沫化的内部条件，它取决于熔渣的粘度和表面张力。炉渣的表面张力愈小，其表面积就愈易增大即小气泡愈易进入而使之发泡；增大炉渣的粘度，将增加气泡合并长大及从渣中逸出的阻力，渣中气泡的稳定性增加。

泡沫渣的控制：

转炉吹炼的初期和末期，因脱碳速度小而炉渣的泡末化程度较低，因而控制的重点是防止吹炼中期出现严重的泡沫化现象。

通常是因枪位过高，炉内的碳氧反应被抑制，渣中聚集的(feo)越来越多（内部条件具备），温度一旦上来便会发生激烈的碳氧反应，过量的co气体充入炉渣（外部条件具备），使渣面上涨并从炉口溢出或喷出，形成所谓的喷溅。

为此，生产中应是在满足化渣的条件下尽量低些，切忌化渣枪位过高和较高枪位下长时间化渣，以免渣中(feo)过高。

出钢前压枪降低渣中的(feo)，破坏泡沫渣，以减少金属损失。

渣料的用量：

加入炉内的渣料主要是石灰和白云石，还有少量的萤石或氧化铁皮等熔剂。

石灰用量的确定：

1）首先根据铁水的硅、磷含量和炉渣碱度计算：

（1）铁水含磷＜0.3%时，炉渣的碱度b=（%cao）/（%sio2）=2.8～3.2，所以每吨铁水的石灰加入量按下式计算：

石灰用量（kg/t）=

式中[%si]――炉料中硅的质量分数；

60/28――表示1kgsi氧化后可生成60/28（=2.14）kg的sio2。

例1某厂的铁水含磷0.25%、硅0.5%，冶炼所用石灰含cao：86%，sio2：2.5%，若炉渣碱度按3.0控制，求每吨铁水的石灰用量。

解：石灰用量（kg/t）=

（2）铁水含磷＞0.3%时，b=（%cao）/（%sio2）+（%p2o5）=3.2～3.5，所以每吨铁水的石灰加入量按下式计算：

石灰用量（kg/t）=

式中的142/62表示每氧化1kg的磷可生成142/62（=2.3）kg的p2o5。

2）其次根据冷却剂用量计算应补加的石灰量

矿石含有一定数量的sio2，每kg矿石需补加石灰的数量按下式计算：

补加石灰量（kg/kg）=

白云石用量的确定:

白云石的加入量应根据炉渣要求的饱和mgo含量来确定。通常渣中mgo含量控制在8%～10%，除了加入的白云石含有外，石灰和炉衬也会带入一部分。

理论用量w(kg/t)=

实际用量w/=w－w灰－w衬

熔剂的用量：

萤石用量：尽量少用或不用，部标要求≤4kg/t。

矿石用量：铁矿石及氧化铁皮也具有较强的化渣能力，但同时对熔池产生较大的冷却效应，其用量应视炉内温度的高低，一般为装入量的2～5%。

渣料的加入方法：

关于渣料的加入，关键是要注意渣料的分批和把握加入的时间。

1）渣料分批

目的：渣料应分批加入以加速石灰的熔化（否则，会造成熔池温度下降过多，导致渣料结团且石灰块表面形成一层金属凝壳而推迟成渣）。

批次：单渣操作时，渣料通常分成两批：1/2～2/3及白云石全部（冶炼初期炉衬侵蚀最严重）；1/2～1/3。

2）加料时间

（1）第一批渣料在开吹的同时加入。

（2）第二批渣料，一般是在硅及锰的氧化基本结束、头批渣料已经化好、碳焰初起的时候（30吨的转炉开吹6min左右）加入（如果加入过早，炉内温度还低且头批渣料尚未化好又加冷料，势必造成渣料结团难化；反之，如果加入过晚，正值碳的激烈氧化时期，渣中的（∑feo）较低渣料亦难化。

问题的关键是正确判断炉况，头批渣料化好的标志是：火焰软且稳定，炉内发出柔和的嗡嗡声，喷出物为片状，落在炉壳上不粘贴；未化好的情况是：炉口的火焰发散且不稳定，炉内发出尖锐的吱吱声，喷出物是金属火花和石灰粒）。

有的厂二批料分小批多次加入以利熔化，但最后一小批料必须在终点前3～4分钟加入。

加速渣料的熔化。加速石灰溶解的措施：

1）适宜的炉渣成分

渣中的（feo）是石灰溶解的基本熔剂，原因在于：

（1）（feo）可与cao及2cao?sio2作用生成低熔点的盐，能有效地降低炉渣的粘度，改善石灰溶解的外部传质条件；

（2）（feo）是碱性氧化渣的表面活性物质，可以改善炉渣对石灰的润湿性，有利于熔渣向石灰表面的孔中渗透，增大二者之间的接触面积；

（3）fe2+及o2－的半径是同类中最小的，扩散能力最强；

（4）有足够的（feo）存在时，可以避免石灰表面生成c2s而有利于石灰的溶解。

因此，吹炼操作中应合理地控制枪位，始终保持较高的（feo）含量。(mno)对石灰溶解的影响与（feo）类似，生产中可在渣料中配加适量锰矿。

2）较高的温度

熔池温度高时，石灰入炉初形成的固态渣壳较薄；而且熔渣的粘度低溶解石灰的能力强。为此，入炉铁水的温度要尽量高，若铁水温度偏低应先低枪位提温。

3）强化熔池的搅拌

加强对熔池的搅拌，可以改善石灰溶解的外部传质过程，从而可加速石灰的溶解。复吹转炉的石灰溶解速度要比顶吹转炉的快，原因就在于复吹冶炼有底吹气体搅拌。