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。

4）改善石灰质量

（1）提高石灰的活性度：增加石灰的气孔率，增大比表面积，有利于炉渣的渗透，可加快石灰溶解速度，同时，即使石灰表面生成2cao?sio2外壳也不致密，易碎。

（2）减小石灰的块度并进行预热：石灰入炉初形成的固态渣壳薄甚至消失。

五、石灰溶解机理

六、造渣方法

七、温度制度

o在吹炼一炉钢的过程中，需要正确控制温度。温度制度主要是指炼钢过程温度控制和终点温度控制。

o转炉吹炼过程的温度控制相对比较复杂，如何通过加冷却剂和调和剂枪位，使钢水的升温和成分变化协调起来，同时达到吹炼终点的要求，是温度控制的关键。

o热量来源：铁水的物理热和化学热，它们约各点热量来源的一半。

o热量消耗：习惯上转炉的热量消耗可分为两部分，一部分直接用于炼钢的热量，即用于加热钢水和炉渣的热量；一部分未直接用于炼钢的热量，即废气、烟尘带走的热量，炉口炉壳的散热损失和冷却剂的吸热等。

热量的消耗：

o钢水的物理热约占70%；

o炉渣带走的热量大约占10%；

o炉气物理热也约占10%；

o金属铁珠及喷溅带走热，炉衬及冷缺水带走热，烟尘物理热，生白云石及矿石分解及其他热损失共占约10%。

o转炉热效率：是指加热钢水的物理热和炉渣的物理热占总热量的百分比。ld转炉热效率比较高，一般在75%以上。原因是ld转了上的热量利用集中，吹炼时间短，冷却水、炉气热损失低。

o出钢温度首先取决于炼钢中的凝固温度，凝固温度则根据钢种的化学成分而定，钢液的凝固温度计算有多种经验公式：

o出钢温度需考虑从出钢到浇注各阶段的温降。

Δt为钢液的过热度，它与钢种、坯型有关，板坯取15－20c，低合金方坯取20－25c；

Δt1为出钢过程温降；

Δt2为出钢完毕至精炼之前的温降；

Δt3为钢水精炼过程温降；

Δt4为钢水精炼完毕至开浇之前的温降；

Δt5为钢水从钢包至中间包温降。

o转炉获得的热量除用于各项必要的支出外，通常上有大量富余热量，需加入一定数量的冷却剂。冷却剂的冶金特点包括他自身的冷却效应以及对化渣、喷溅、氧耗、钢铁料消耗和冷却剂加入方法的影响。要准确控制熔池温度，用废钢作冷却剂的效果最好，但为了促进化渣，也可以搭配一部分铁矿石或氧化铁皮。

o在吹炼前期结束时，温度应为1450－1550c，大炉子、低碳钢取下限，小炉子、高碳钢取上限；中期的温度为1550－1600c，中、高碳钢取上限，因后期挽回温度时间少；后期的温度为1600－1680c，取决于所炼钢种。

o当吹炼后期出现温度过低时，可加适量的fe－si或fe－al提温。加fe－si提温，需配加一定量的石灰，防止钢水回磷。当吹炼后期出现温度过高时，可加适量的铁皮或矿石降温。如铁水温度低，碳量也低，可兑适量铁水再吹炼，在兑铁水前倒渣，并加fe－si防止产生喷溅。

o终点控制是转炉吹炼末期的重要操作。终点控制主要是指终点温度和成分的控制。由于脱磷、脱硫比脱碳操作复杂，总是尽可能提前让磷、硫达到终点所需的范围，因此，终点的控制实质就是脱碳和温度的控制，把停止吹氧又俗称为“拉碳”。