[科普中国]-钢液合成渣处理

利用合成渣与钢水在钢包内混合，去除杂质提高钢质量的一种炉外精炼方法，工艺简便，占用时间短，成本低，效果也比较好。合成渣处理可获得钢水脱硫、脱氧、脱磷和去除杂质等改善钢的质量的冶金效果。合成渣与钢水间的反应速度和程度除与渣成分和性质有关外，主要决定于扩散速度，而扩散速度又主要决定于渣-钢单位接触面积F单位，增加F单位的最有效的方法是出钢时钢流以较大高度冲入钢包，使渣较好的乳化，即F单位与渣滴弥散程度有关。

钢液合成渣处理简介利用合成渣与钢水在钢包内混合，去除杂质提高钢质量的一种炉外精炼方法，亦简称为“渣洗”特殊设备。1925年苏联工程师托钦斯基(A．C．ToиHCKи и)提出在钢包中用合成渣去除夹杂物的方法；1933年法国工程师别尔良(P．Perrin)取得用液态石灰-氧化铝渣处理金属方法的专利。合成渣有液体的和固体的，液体合成渣是在电弧炉、埋弧熔炼炉或其他专用化渣设备中炼制的；固体合成渣则是按要求的成分和粒度配制的。一般用渣量为钢水量的3%～6%。

合成渣的组成及类别 一般合成渣由3部分组成：(1)基本氧化物，如CaO、SiO2、Al2O3；(2)熔剂，如CaF2、MgO、CaCl2、AlF3 ,Na3AlF6 、Na2CO3等；(3)混杂成分：如MnO，FeO，TiO2等。

在各种合成渣成分中，Al2O3是两性氧化物，它与CaO结合成一系列化合物，当Al2O3为40%～45%时，CaO-Al2O3的熔点最低(1396～1525℃)且aCaO最大。Al2O3与钢液间具有高的界面能力，容易从钢水中析出。含Al2O3高的渣甚至以固体形式使用也能清除钢中夹杂物。

渣洗原理利用氧和硫在渣钢间的分配比，将钢中的氧和硫脱出到渣中，高炉渣为基料配制的合成渣对钢液脱氮的效果较好1：

合成渣中a (FeO) 、a(s)很小，处理过程中进行重新分配使之达到较高值，从而达到去除钢中氧和硫的目的。合成还原渣中CaO、。Al2O3、SiO2等还能够与Si、Al的脱氧产物结合成低熔点的化合物，从而降低了脱氧产物的活度，强化脱氧反应。根据脱氧反应一般式：

式中E为脱氧元素；EmOn为脱氧产物；aEmOn 为脱氧产物的活度；f (E) 、F(O) ，为活度系数。在其他条件不变时，降低脱氧产物活度就能够减少平衡的[O]。当合成渣液滴与非金属夹杂物界面张力σ 渣-夹 比钢水和非金属夹杂物界面张力 σ 钢-夹 小时，即σ 渣-夹