3、超音速射流的結(jié)構(gòu)超音速射流在向前流動的過程中，會與周圍的介質(zhì)之間發(fā)生物質(zhì)交換和能量傳遞，而呈三段結(jié)構(gòu)：（1）超音速區(qū)：從出口到一定長度內(nèi)；（2）音速區(qū)：由于與周圍介質(zhì)間的動能傳遞和物質(zhì)交換，使射流的速度漸慢，減速的過程有由邊沿向軸心擴展，到某一距離減至音速（3）亞音速區(qū)：音速邊界線以下區(qū)域。4、射流在拉瓦爾管出口附近的流動情況射流出噴管后的流動情況，取決于出口壓力P出與周圍環(huán)境壓力P周的相對大小：（1）P出=P周：此為理想狀態(tài)，射流出噴管后既不膨脹又不被壓縮，截面積保持不變，介質(zhì)對射流的擾動也極??；（2）P出＜P周：射流出噴管后將被壓縮，使之脫離管壁，形成負(fù)壓區(qū)，會把鋼、渣吸入而使噴頭粘鋼、燒壞；（3）P出＞P周：射流出噴管后將發(fā)生膨脹，截面積增大，流速明顯減慢。由流體力學(xué)可知：A出/A0=f(P出/P0)，A出/A0一定時，P出/P0亦為定值。實際生產(chǎn)中，拉伐爾管的尺寸已定，因此可以通過調(diào)整進(jìn)口壓力P0來控制出口壓力P出，使之接近P周，以維持射流良好的流動狀態(tài)。P周即為爐膛壓力，一般為0.12～0.136MPa，為安全起見常使P出略大于此值。5、射流的衰減規(guī)律射流出口后受環(huán)境介質(zhì)的影響必將衰減，其衰減快慢的標(biāo)志是超音速區(qū)的長短。我們希望射流衰減得慢些，超音速區(qū)長些。射流衰減的一般規(guī)律是：（1）M出一定時，射流的衰減速度按P出＜P周→P出=P周→P出＞P周的順序減慢，即隨著P出的增大射流的超音速區(qū)長度增加；（2）P出=P周時，隨著M出的增大，射流的衰減變慢，超音速區(qū)的長度增加。轉(zhuǎn)爐里的氧氣射流轉(zhuǎn)爐中的氧氣射流具有以下特征：1、噴頭出口處氧氣流股達(dá)超音速轉(zhuǎn)爐所用氧槍采用拉伐爾噴頭，且尺寸按P出/P0＜0.5283要求設(shè)計，通常M高達(dá)1.5～2.2，流股的展開和衰減慢，動能利用率高，對熔池的攪拌力強。2、射流的速度漸慢、截面積漸大

射流進(jìn)入爐膛后，由于受反向氣流（向上的爐氣）的作用而速度逐漸變慢；同時，由于吸收部分爐氣而斷面逐漸變大，擴張角120左右。轉(zhuǎn)爐里的氧氣射流3、射流的溫度漸高射流進(jìn)入爐膛后被1450℃的爐氣逐漸加熱，加之混入射流的爐氣（CO）及金屬滴被氧化放熱，使射流的溫度逐漸升高。模擬實驗表明，距噴頭孔徑15～20倍處射流的溫度在1300～1600℃之間；距噴頭孔徑35～40倍處射流的溫度高達(dá)2150～2300℃，有人稱轉(zhuǎn)爐里的氧氣射流就象一個高溫火炬。

底吹氣體對熔池的作用

攪拌熔池氣泡對噴孔產(chǎn)生后座噴入熔池的氣體形成氣泡時，殘余氣袋在距噴孔直徑二倍的地方受到液體的擠壓而斷裂，氣相內(nèi)回流壓向噴孔端面，這一現(xiàn)象稱為氣泡對噴孔的后座。實際生產(chǎn)中，從底部噴入熔池的氣流一般為亞音速，除在噴嘴處可能存在一段連續(xù)流股外，噴入的氣體將形成大小不一的氣泡并自動上浮。氣泡群在上浮過程中，因壓力減小而膨脹，并驅(qū)動、抽引金屬液向上運動，而后沿四周爐壁向下，并補向中心，從而對熔池尤其是其底部產(chǎn)生強烈的攪拌，

轉(zhuǎn)爐內(nèi)的基本反應(yīng)及熔體成分變化本章主要闡述轉(zhuǎn)爐吹煉過程中的硅錳氧化、脫碳、脫硫和脫磷等基本反應(yīng)及熔體成分的變化情況，為學(xué)習(xí)后面的工藝內(nèi)容作好理論準(zhǔn)備。硅錳的氧化、脫碳、脫硫和脫磷是煉鋼的基本反應(yīng)，但在轉(zhuǎn)爐煉鋼中又有其特殊性。轉(zhuǎn)爐內(nèi)的基本反應(yīng)及熔體成分變化從裝料到出鋼，倒渣，轉(zhuǎn)爐一爐鋼的冶煉過程包括裝料、吹煉、脫氧出鋼、濺渣護(hù)爐和倒渣幾個階段，如右圖所示。一爐鋼的吹氧時間通常為12-18min，冶煉周期為30min左右。一爐鋼冶煉過程一爐鋼冶煉過程中操作要點上爐鋼出完鋼后，倒凈爐渣，堵出鋼口，兌鐵水和加廢鋼，降槍供氧，開始吹煉。在送氧開吹的同時，加入第一批渣料，加入量相當(dāng)于全爐總渣量的三分之二，開吹4-6分鐘后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。如果爐內(nèi)化渣不好，則許加入第三批螢石渣料。吹煉過程中的供氧強度：小型轉(zhuǎn)爐為2.5-4.5m3/(t·min)；120t以上的轉(zhuǎn)爐一般為2.8-3.6m3/(t·min)。◆開吹時氧槍槍位采用高槍位，目前是為了早化渣，多去磷，保護(hù)爐襯；◆在吹煉過程中適當(dāng)降低槍位的保證爐渣不“返干”，不噴濺，快速脫碳與脫硫，熔池均勻升溫為原則；◆在吹煉末期要降槍，主要目的是熔池鋼水成分和溫度均勻，加強熔池攪拌，穩(wěn)定火焰，便于判斷終點，同時使降低渣中Fe含量，減少鐵損，達(dá)到濺渣的要求。◆當(dāng)吹煉到所煉鋼種要求的終點碳范圍時，即停吹，倒?fàn)t取樣，測定鋼水溫度，取樣快速分析[C]、[S]、[P]的含量，當(dāng)溫度和成分符合要求時，就出鋼?！舢?dāng)鋼水流出總量的四分之一時，向鋼包中的脫氧合金化劑，進(jìn)行脫氧，合金化，由此一爐鋼冶煉完畢。轉(zhuǎn)爐內(nèi)的基本反應(yīng)及熔體成分變化一、硅、錳的氧化

煉鋼中硅、錳的氧化以間接氧化方式為主，其反應(yīng)式為：[Si]+2(FeO)=(SiO2)+2Fe放熱[Mn]+(FeO)=(MnO)+Fe放熱二者均是放熱反應(yīng)，因此它們都是在熔池溫度相對較低的吹煉初期被大量氧化；由于硅的氧化產(chǎn)物是酸性的SiO2，而錳的氧化產(chǎn)物是堿性的MnO，因此在目前的堿性操作中硅氧化得很徹底，即使后期溫度升高后也不會被還原，而錳則氧化得不徹底，而且冶煉后期熔池溫度升高后還會發(fā)生還原反應(yīng)，即吹煉結(jié)束時鋼液中還有一定數(shù)量的錳存在，稱“余錳”。硅的氧化對熔池溫度，熔渣堿度和其他元素的氧化產(chǎn)生影響：[Si]氧化可使熔池溫度升高；[Si]氧化后生成（SiO2），降低熔渣堿度，熔渣堿度影響脫磷，脫硫；熔池中[C]的氧化反應(yīng)只有到[%Si]<0.15時，才能激烈進(jìn)行。影響硅氧化規(guī)律的主要因素：[Si]與[O]的親和力，熔池溫度，熔渣堿度和FeO活度。余錳或殘錳：

錳的氧化產(chǎn)物是堿性氧化物，在吹煉前期形成(MnO·SiO2)。但隨著吹煉的進(jìn)行和渣中CaO含量的增加，會發(fā)生（MnO·SiO2)+2（CaO）=（2CaO·SiO2）+（MnO）（MnO）呈自由狀態(tài)，吹煉后期爐溫升高后，（MnO）被還原，即（MnO）+[C]=[Mn]+[CO]或（MnO）+[Fe]=（FeO）+[Mn]吹煉終了時，鋼中的錳含量也稱余錳或殘錳。殘錳高，可以降低鋼中硫的危害，但冶煉工業(yè)純鐵，則要求殘錳越低越好。余錳或殘錳：影響殘錳的因素：◆爐溫高有利于（MnO）的還原，殘錳量高；◆堿度升高，可提高自由(MnO)濃度，殘錳量增加；◆降低熔渣中（FeO）含量，可提高殘錳含量;◆鐵水中錳含量高，單渣操作，鋼水殘錳也會高些。二、轉(zhuǎn)爐煉鋼中的脫碳

轉(zhuǎn)爐煉鋼的主原料——鐵水中含有4.%左右的碳，遠(yuǎn)高于鋼種的要求，因此脫碳是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要任務(wù)之一。轉(zhuǎn)爐內(nèi)的基本反應(yīng)及熔體成分變化1、脫碳反應(yīng)轉(zhuǎn)爐中的脫碳反應(yīng)以間接氧化為主：(FeO)+[C]={CO}+Fe。這是一個吸熱反應(yīng)，因此，熔池溫度升高至1500℃左右后脫碳反應(yīng)方能激烈進(jìn)行。在氧氣射流的作用區(qū)，還會發(fā)生碳的直接氧化：1/2{O2}+[C]={CO}，它是強放熱反應(yīng)，故而，碳是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源之一。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底吹CO2氣體時，CO2也會參與碳的氧化：{CO2}+[C]=2{CO}，因此會強化爐內(nèi)的脫碳反應(yīng)。2、脫碳速度及影響因素轉(zhuǎn)爐中脫碳速度呈三段臺階式變化。

1）第一階段冶煉初期，熔池溫度低，主要是硅錳的氧化，脫碳速度很慢。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鐵水中的硅當(dāng)量即[%Si]+0.25[%Mn]＞1時，脫碳速度趨于零，隨吹煉進(jìn)行，硅錳含量下降，溫度也漸高，近1400℃時碳開始氧化，速度直線上升。故稱該階段為硅錳控制階段。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐由于有底吹攪拌，脫碳反應(yīng)開始較早，而且速度增加平穩(wěn)。2）第二階段冶煉中期，是碳激烈氧化階段，脫碳速度主要受供氧強度的影響，即氧的傳輸是限制性環(huán)節(jié)。供氧強度越大，脫碳速度也越大（但過大易產(chǎn)生噴濺）。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐由于FeO控制得較低，最大速度不及頂吹轉(zhuǎn)爐，吹煉中不易噴濺但全程的平均速度較之還要大些。3）第三階段當(dāng)鋼液含碳量降低到一定程度時，碳的擴散成為限制性環(huán)節(jié)，脫碳速度取決于熔池攪拌情況。臨界含碳量

轉(zhuǎn)爐煉鋼中，脫碳反應(yīng)速度由氧的擴散控制轉(zhuǎn)成由碳的擴散控制時的鋼液含碳量稱為臨界含碳量。頂吹轉(zhuǎn)爐的臨界含碳量為0.10%左右，而復(fù)吹轉(zhuǎn)爐由于有底吹攪拌其臨界含碳量則為0.07%；而且，同為臨界含碳量以下時，復(fù)吹的脫碳速度也大些，三、轉(zhuǎn)爐冶煉中的脫磷和脫硫

脫磷的反應(yīng)式為：2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5Fe放熱其基本條件是高堿度、高氧化鐵和低溫度。爐渣脫硫的反應(yīng)式為：[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)吸熱它的基本條件是高堿度、高溫度和低氧化鐵。轉(zhuǎn)爐冶煉中的脫磷和脫硫在堿度的要求上是一致的，而對溫度和氧化鐵含量的需求卻是矛盾的。因此，吹煉中首要任務(wù)是快速形成并始終保持3.0左右的高堿度熔渣，同時，吹煉前期，抓住溫度低的有利時機，高槍位操作快速成渣的同時提高爐渣的氧化性充分脫磷；冶煉中期，低槍位脫碳，控制適當(dāng)?shù)偷难趸F，強化脫硫過程。吹煉過程中熔體成分的變化

熔體是指熔鐵和熔渣吹煉一爐鋼過程中金屬、爐渣成分的變化

一、金屬成分的變化規(guī)律轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，熔池中金屬成分的變化規(guī)律大致如下：（1）Si和Mn：鐵水中的Si和Mn，在吹煉初期的15～20%時間內(nèi)迅速下降。不同的是，硅氧化得比較徹底，且不再回升；而錳氧化得不夠徹底，后期溫度升高后還有所回升，而且復(fù)吹轉(zhuǎn)爐回升得更快些（因為其渣中FeO含量低）。吹煉過程中熔體成分的變化

一、金屬成分的變化規(guī)律（2）C：冶煉初期，碳的氧化速度較慢（溫低及Si、Mn的氧化）；進(jìn)入中期后脫碳速度迅速增大（硅、錳氧化結(jié)束，熔池溫度也已升至1400℃以上）；終點前20%時間脫碳速度又逐漸慢（因[C]已較低，碳的擴散成了限制性環(huán)節(jié)）。對于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐，由于熔池攪拌良好，改善了反應(yīng)的動力學(xué)條件，脫碳速度變化幅度要遠(yuǎn)小于頂吹轉(zhuǎn)爐。（3）P：冶煉初期，脫磷速度較快（溫低）；冶煉中期脫磷速度明顯下降，甚至停止或發(fā)生“回磷”（溫度漸高，且脫碳速度加快，大量消耗渣中的（FeO），甚至引起爐渣“返干”）；冶煉后期，若控制得當(dāng)脫磷反應(yīng)仍能緩慢進(jìn)行（熔池溫度雖較高，但脫碳速度較小，渣中的（FeO）高，爐渣堿度也較高）。（4）S：幾乎成直線緩慢下降，吹煉中期，碳的激烈氧化使渣中的（FeO）急劇下降而出現(xiàn)“返干”，脫硫停止（初期，雖溫低，但鐵水含碳高，硫的活度系數(shù)大而具有一定的脫硫能力；后期FeO高，但B高、T高，因而也能脫硫）。一、金屬成分的變化規(guī)律二、熔渣成分的變化規(guī)律

冶煉過程中，轉(zhuǎn)爐中熔渣成分的變化規(guī)律大致如下：（1）（FeO）：呈下凹弧形變化：吹煉初期，為了化渣槍位較高，渣中的（FeO）含量高達(dá)28%（復(fù)吹為16%）；中期隨脫碳進(jìn)行（FeO）被大量消耗而逐漸降至12%以下（太低，出現(xiàn)返干，復(fù)吹為6%）；隨著[C]的減少，脫碳速度下降，（FeO）的濃度又漸升至15%（復(fù)吹為12%）。（2）（CaO）：隨著所加石灰的溶化，渣中的（CaO）含量漸升至50%（中期因爐渣“返干”溶化很慢甚至停止）。（3）（SiO2）和(MnO)：吹煉初期，硅、錳的氧化使之濃度很快分別達(dá)到20%和14%，而后隨著所加石灰的熔化逐漸降低至10%和6%。第三章轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝本章的主要內(nèi)容：依據(jù)原料、設(shè)備等生產(chǎn)條件確定合理的裝料、造渣、供氧、溫度、終點控制與脫氧合金化等五大操作制度。頂吹轉(zhuǎn)爐的操作過程上爐出鋼----倒完爐渣(或加添加劑)----補爐或濺渣----堵出鋼口----兌鐵水----裝廢鋼----下槍----加渣料（石灰、鐵皮）----點火----熔池升溫----脫P、Si、Mn----降槍脫碳。（看爐口的火，聽聲音，看渣中稠不稠）看爐口的火，聽聲音?？椿鹆炼?---加第二批（渣料）----倒?fàn)t----取樣測溫。

技術(shù)水平高的爐長，一次命中率高。50%。（寶鋼是付槍）根據(jù)分析取樣結(jié)果----決定出鋼（或補吹）---合金化。不要補吹的就是通常說的一次命中。冶煉技巧鋼液碳的判斷方法取樣分析、磨樣、看火花、付槍。鋼液磷的判斷方法取樣分析、渣的顏色及氣孔；鋼液溫度判斷方法接觸熱電偶、看爐口火焰、看鋼液顏色、讀秒表。鋼液顏色：白亮、青色、淺蘭、深蘭、紅色§3.1裝料制度

所謂裝料，是指將煉鋼所用的鋼鐵爐料即鐵水和廢鋼裝入爐內(nèi)的工藝操作。頂吹轉(zhuǎn)爐的裝料制度包括確定裝入量、廢鋼比和裝料操作三方面的內(nèi)容。一、裝入量的確定

轉(zhuǎn)爐的裝入量是指每爐裝入鐵水和廢鋼兩種金屬爐料的總量。1確定依據(jù)確定裝入量應(yīng)考慮的因素主要有兩個：熔池深度要合理

爐容比要合適

｛2、裝入制度的類型頂吹轉(zhuǎn)爐的裝入制度以下三種：定量裝入

定深裝入

分階段定量裝入

定量裝入定義：在整個爐役期內(nèi)每爐的裝入量保持不變的裝料方法叫定量裝入。特點：便于組織生產(chǎn)和實現(xiàn)吹煉過程的計算機自動控制；但吹氧操作困難，爐役前期的裝入量易偏大，熔池較深，攪拌不足，而爐役后期的裝入量易偏小，不僅不能發(fā)揮爐子的生產(chǎn)能力，且熔池較淺，氧射流易沖蝕爐底。轉(zhuǎn)爐容量越小，爐役前、后期爐子的橫斷面積與有效容積的差別越大，這一問題也就越突出。國內(nèi)外大型轉(zhuǎn)爐廣泛采用定量裝入制度。定深裝入定義：在一個爐役期間，隨著爐襯的侵蝕爐子實際容積不斷擴大而逐漸增加裝入量以保證熔池深度不變的裝料方法稱定深裝入。特點：熔池深度不變，吹氧操作穩(wěn)定，有利于提高供氧強度并減輕噴濺，同時又能充分發(fā)揮爐子的生產(chǎn)能力；但其裝入量和出鋼量變化頻繁，不僅給冶煉操作帶來麻煩，而且增加了生產(chǎn)組織的難度，現(xiàn)已很少使用。分階段定量裝入定義：根據(jù)爐襯的侵蝕規(guī)律和爐膛的擴大程度，將一個爐役期劃分成3～5個階段，每個階段實行定量裝入，裝入量逐段遞增的裝料方法叫做分階段定量裝入。特點：分階段定量裝入制度基本上發(fā)揮了轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力，同時大體上保持了適當(dāng)?shù)娜鄢厣疃?，便于吹氧操作；又保證了裝入量的相對穩(wěn)定，便于組織生產(chǎn)，因而國內(nèi)中小轉(zhuǎn)爐普遍采用。二、廢鋼比

定義：廢鋼的加入量占金屬料裝入量的百分比稱為廢鋼比。重要性：提高廢鋼比，可以減少鐵水的用量從而有助于降低轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)成本；同時可減少石灰的用量和渣量，有利于減輕吹煉中的噴濺，提高冶煉收得率；還可以縮短吹煉時間、減少氧氣消耗和增加產(chǎn)量。影響因素：鐵水的溫度和成分、所煉鋼種、冶煉中的供氧強度和槍位、轉(zhuǎn)爐容量的大小和爐襯的厚薄等。國內(nèi)各廠因生產(chǎn)條件、管理水平及冶煉品種等不同，廢鋼比大多波動在10%～30%之間。具體的廢鋼比數(shù)值可根據(jù)本廠的實際情況通過熱平衡計算求得，二、廢鋼比

三、裝料操作

目前，國內(nèi)的大中型轉(zhuǎn)爐均采用混鐵爐（轉(zhuǎn)爐容量的15～20倍）供應(yīng)鐵水，即高爐來的鐵水儲存在混鐵爐中，用時倒入鐵水罐天車兌入（解決高爐出鐵與轉(zhuǎn)爐用鐵不一致的矛盾，同時保證鐵水的溫度穩(wěn)定，成分波動?。?；廢鋼則是事先按計算值裝入料斗，用時天車加入。為減輕廢鋼對爐襯的沖擊，裝料順序一般是先兌鐵水后加廢鋼，爐役后期尤其如此。兌鐵水時，應(yīng)爐內(nèi)無渣（否則加石灰）且先慢后快，以防引起劇烈的碳氧反應(yīng)，將鐵水濺出爐外而釀成事故。目前國內(nèi)各廠普遍采用濺渣護(hù)爐技術(shù)，因而多為先加廢鋼后兌鐵水，可避免兌鐵噴濺。但補爐后的第一爐鋼應(yīng)采用前法。造好渣是煉好鋼的重要前提§3.2造渣制度

所謂造渣，是指通過控制入爐渣料的種類和數(shù)量，使?fàn)t渣具有某些性質(zhì)，以滿足熔池內(nèi)有關(guān)煉鋼反應(yīng)需要的工藝操作。轉(zhuǎn)爐的造渣制度就是:根據(jù)原材料的情況和所煉鋼種的要求確定造渣方法、渣料用量及加入時間，以盡早成渣，迅速去磷。一、石灰的溶解過程

轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的時間很短，應(yīng)設(shè)法加速石灰的熔化，以保證脫硫、磷所需的堿度，同時提高石灰的利用率。石灰加入轉(zhuǎn)爐后的溶解過程大致如下：形成渣殼渣殼熔化石灰溶解（熔渣與石灰發(fā)生液-固反應(yīng)）形成渣殼形成渣殼一、石灰的溶解過程吹煉初期的熔渣，主要是Fe、Mn、Si等元素的氧化產(chǎn)物，其組成為2（FeO、MnO）·SiO2和SiO2，大量的冷態(tài)石灰加入后，立即在其表面形成一層固態(tài)渣殼。一、石灰的溶解過程2.渣殼熔化爐內(nèi)的高溫使渣殼逐漸熔化，轉(zhuǎn)爐煉鋼所用石灰的塊度為40mm左右，其表面渣殼的熔化約需時50s左右；3.石灰溶解（熔渣與石灰發(fā)生液-固反應(yīng)）（1）熔渣中的氧化物向石灰塊遷移；（2）氧化物擴散通過邊界層到達(dá)石灰塊表面并向其孔中滲透；（3）在接觸處（外表面及孔的內(nèi)表面）發(fā)生置換反應(yīng)

（2FeO·SiO2）+CaO=（CaO·FeO·SiO2）1208℃+（FeO）

（2MnO·SiO2）+CaO=（CaO·MnO·SiO2）1355℃+（MnO）若渣中的（FeO）過低（VC過大時），有的將發(fā)生完全置換生成2130℃的C2S會阻礙石灰的進(jìn)一步溶解。（4）反應(yīng)產(chǎn)物擴散通過邊界層；（5）反應(yīng)產(chǎn)物在渣中遷移。一、石灰的溶解過程比較而言，第三步高溫下的置換反應(yīng)進(jìn)行得很快，而一、五步的外部傳質(zhì)和二、四步的內(nèi)部傳質(zhì)可能是石灰溶解的限制性環(huán)節(jié)。根據(jù)國外某些專家的研究，當(dāng)熔體的流動速度較小時，過程由外部傳質(zhì)控制，速度的臨界值約為1m/S，而轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼液的環(huán)流速度約為0.3～0.6m/S。顯然，石灰在渣中溶解的限制性環(huán)節(jié)是外部傳質(zhì)。這一環(huán)節(jié)受熔渣粘度、熔池攪拌程度及石灰與熔渣接觸面積大小等因素的影響。一、石灰的溶解過程二、加速石灰溶解的措施加速石灰溶解的措施主要有：適宜的爐渣成分較高的溫度強化熔池的攪拌改善石灰質(zhì)量三、爐渣的形成爐渣一般是由鐵水中的Si、P、Mn、Pe的氧化以及加入的石灰溶解而生成；另外還有少量的其它渣料(白云石、螢石等)、帶入轉(zhuǎn)爐內(nèi)的高爐渣、侵蝕的爐襯等。爐渣的氧化性和化學(xué)成分在很大程度上控制了吹煉過程中的反應(yīng)速度。如果吹煉要在脫碳時同時脫磷，則必須控制(FeO)在一定范圍內(nèi)，以保證石灰不斷溶解，形成一定堿度、一定數(shù)量的泡沫化爐渣。開吹后，鐵水中SlMn、Pe等元素氧化生成FeO、Si02、MnO等氧化物進(jìn)入渣中。這些氧化物相互作用生成許多礦物質(zhì)，吹煉初期渣中主要礦物組成為各類橄欖石(Fe、Mn、Mg、Ca)Si04和玻璃體Si02。隨著爐渣中石灰溶解，由于CaO與Si02的親合力比其它氧化物大，CaO逐漸取代橄欖石中的其它氧化物，形成硅酸鈣。隨堿度增加而形成CaO·Si02，3CaO·2Si02，2CaO，Si02，3CaO·Si02，其中最穩(wěn)定的是2CaO·Si02。到吹煉后期，碳氧反應(yīng)減弱，(FeO)有所提高，石灰進(jìn)一步溶解，渣中可能產(chǎn)生鐵酸鈣。三、爐渣的形成吹煉過程熔池渣的變化四、造渣方法及選用轉(zhuǎn)爐煉鋼的造渣方法共有以下三種：單渣法雙渣法雙渣留渣法單渣法定義：轉(zhuǎn)爐煉鋼中吹煉中途不換渣即只造一次渣的操作方法叫單渣法。特點：冶煉時間短，渣料消耗少，生產(chǎn)成本低且勞動強度小。但其去硫率約35%，去磷率為90%左右，適合于吹煉含Si、P、S較低的鐵水，或生產(chǎn)P、S要求不高的鋼種。四、造渣方法及選用2.雙渣法定義：轉(zhuǎn)爐煉鋼中吹煉中途倒出部分爐渣（1/2～2/3），然后補加渣料再次造渣的操作方法叫雙渣法。特點：爐內(nèi)始終保持較小的渣量，吹煉中可以避免因渣量過大而引起的噴濺，且渣少易化，同時總?cè)チ蚵蕿?0%左右，總?cè)チ茁士蛇_(dá)92%～95%；但渣料消耗大，冶煉時間長，通常在鐵水含Si（＞1%）、P、S較高，或生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼時采用。倒渣時機：這是雙渣法操作的關(guān)鍵。生產(chǎn)實踐證明，頂吹轉(zhuǎn)爐在吹煉時間25%左右、復(fù)吹轉(zhuǎn)爐為30%左右時倒渣脫磷率最高；若是因鐵水硫高而采用雙渣法，則應(yīng)在吹煉10min左右倒渣。注意：倒渣前1分鐘適當(dāng)提槍或加些熔劑改善爐渣的流動性，以便于倒渣操作。四、造渣方法及選用3.雙渣留渣法定義：將上一爐的終渣（高堿度、高溫度和較高（FeO）含量）部分地留在爐內(nèi)，并在吹煉中途倒出部分爐渣再造新渣的操作方法。特點：初渣早成而前期的去硫及去磷效率高，總?cè)チ蚵士蛇_(dá)60%～70%，總?cè)チ茁矢歉哌_(dá)95%，適合于吹煉中、高磷鐵水。注意：裝料時應(yīng)先加一批石灰稠化所留爐渣，而且兌鐵水時要緩慢進(jìn)行，以防發(fā)生爆發(fā)式碳氧反應(yīng)而引起噴濺。若上一爐鋼終點碳過低，不宜進(jìn)行留渣操作。四、造渣方法及選用五、爐渣的泡沫化及其控制

泡沫渣及其特點定義：有大量微小氣泡存在的熔渣呈泡沫狀，這樣的渣子稱之為泡沫渣。特點：據(jù)測定，泡沫渣中氣泡體積通常要大于熔渣的體積，即泡沫渣中的渣子是以氣泡的液膜的形式存在的；其中還懸浮有大量的金屬滴。泡沫渣的作用：（1）鋼、渣、氣三相之間的接觸面積大為增加，可使鋼、渣間的物化反應(yīng)加速進(jìn)行，冶煉時間大大縮短；（2）在不增加渣量的情況下爐渣的體積顯著增大，渣層的厚度成倍增加，對爐氣的過濾作用得以加強，可減少爐氣帶出的金屬和煙塵，提高金屬收得率。2.泡沫渣的控制影響熔渣泡沫化的因素：（1）進(jìn)入熔渣的氣體量這是熔渣泡沫化的外部條件，單位時間內(nèi)進(jìn)入爐渣的氣體越多，爐渣的泡沫化程度越高。（2）熔渣本身的發(fā)泡性即氣體在渣中的存留時間這是熔渣泡沫化的內(nèi)部條件，它取決于熔渣的粘度和表面張力。爐渣的表面張力愈小，其表面積就愈易增大即小氣泡愈易進(jìn)入而使之發(fā)泡；增大爐渣的粘度，將增加氣泡合并長大及從渣中逸出的阻力，渣中氣泡的穩(wěn)定性增加。五、爐渣的泡沫化及其控制

泡沫渣的控制

轉(zhuǎn)爐吹煉的初期和末期，因脫碳速度小而爐渣的泡末化程度較低，因而控制的重點是防止吹煉中期出現(xiàn)嚴(yán)重的泡沫化現(xiàn)象。通常是因槍位過高，爐內(nèi)的碳氧反應(yīng)被抑制，渣中聚集的(FeO)越來越多（內(nèi)部條件具備），溫度一旦上來便會發(fā)生激烈的碳氧反應(yīng)，過量的CO氣體充入爐渣（外部條件具備），使渣面上漲并從爐口溢出或噴出，形成所謂的噴濺。為此，生產(chǎn)中應(yīng)是在滿足化渣的條件下盡量低些，切忌化渣槍位過高和較高槍位下長時間化渣，以免渣中(FeO)過高。出鋼前壓槍降低渣中的(FeO)，破壞泡沫渣，以減少金屬損失。六、渣料的用量1、石灰用量的確定首先根據(jù)鐵水的硅、磷含量和爐渣堿度計算（1）鐵水含磷＜0.3%時，爐渣的堿度R=（%CaO）/（%SiO2）=2.8～3.2，所以每噸鐵水的石灰加入量按下式計算：

石灰用量（kg/t）=式中[%Si]——爐料中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；60/28——表示1kgSi氧化后可生成60/28（=2.14）kg的SiO2。舉例例1某廠的鐵水含磷0.25%、硅0.5%，冶煉所用石灰含CaO：86%，SiO2：2.5%，若爐渣堿度按3.0控制，求每噸鐵水的石灰用量。解：石灰用量（kg/t）=