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转炉炼钢工艺（第7页）

转炉成渣过程，如图12所示：

o吹炼初期，炉渣主要来自铁水中si、mn、fe的氧化产物。加入炉内的石灰块由于温度低，表面形成冷凝外壳，造成熔化滞止期，对于块度为40mm左右的石灰，渣壳熔化需数十秒。由于发生si、mn、fe的氧化反应，炉内温度升高，促进了石灰熔化，这样炉渣的碱度逐渐得到提高。

o吹炼中期，随着炉温的升高和石灰的进一步熔化，同时脱碳反应速度加快导致渣中（feo）逐渐降低，使石灰融化速度有所减缓，但炉渣泡沫化程度则迅速提高。由于脱碳反应消耗了渣中大量的（feo），再加上没有达到渣系液相线正常的过热度，使化渣条件恶化，引起炉渣异相化，并出现返干现象。

o吹炼末期，脱碳速度下降，渣中（feo）再次升高，石灰继续熔化并加快了熔化速度。同时，熔池中乳化和泡沫现象趋于减弱和消失。

o初期渣，主要矿物为钙镁橄榄石和玻璃体（sio2）。钙镁橄榄石是锰橄榄石（2mno.sio2）、铁橄榄石（2feo.sio2）和硅酸二钙（2cao.sio2）的混合晶体。当（mno）高时，它是以2feo.sio2和2mno.sio2为主，通常玻璃体不超过7%－8%，渣中自由氧化物相（ro）很少。

o中期渣：石灰与钙镁橄榄石和玻璃体作用，生成cao?sio2，3cao?2sio2，2cao?sio2和3cao?sio2等产物，其中最可能和最稳定的是2cao?sio2，其熔点为2103c。

o末期渣：ro相急剧增加，生成的3cao?sio2分解为2cao?sio2和cao，并有2cao?fe2o3生成。

石灰渣化机理和影响因素:

炼钢过程中成渣速度主要指的是石灰熔化速度，所谓的快速成渣主要指的是石灰快速熔解于渣中。

o吹炼初期，各元素的氧化产物feo、sio2、mno、fe2o3等形成了熔渣。加入的石灰块就浸泡在初期渣中，初期渣中的氧化物从石灰表面向其内部渗透，并与cao发生化学反应，生成一些低熔点的矿物，引起石灰表面的渣化。这些反应不仅在石灰块的外表面进行，而且也在石灰气孔的内表面进行。

o但是在吹炼初期，sio2易与cao反应生成钙的硅酸盐，沉集在石灰块表面上，如果生成物是致密的，高熔点的2cao?sio2（熔点2130c）和3cao?sio2（熔点2070c），则将阻碍石灰的进一步渣化熔解。如生成cao?sio2（熔点1550c）和3cao?sio2（熔点1480c）则不会妨碍石灰熔解。

o在吹炼中期，碳的激烈氧化消耗大量的（feo），熔渣的矿物组成发生了改变，由，熔点升高，石灰的渣化有所减缓。吹炼末期，渣中（feo）有所增加，石灰的渣化加快，渣量又有增加。

影响石灰溶解速度的因素主要有：

石灰本身质量

铁水成分

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12－23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。

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