1、目前主要的煉鋼方法有氧氣轉爐煉鋼法、電弧爐煉鋼法以及爐外精煉技術。氧氣轉爐包括氧氣頂吹轉爐、氧氣底吹轉爐、氧氣側吹轉爐及頂底復吹轉爐等，故常簡稱為LD。它拄要原料是鐵水，同時可配加10%30%的廢鋼；生產中不需要外來熱源，依告靠吹入的氧氣與鐵水中的碳、硅、猛、磷等元素反應放出的熱量使熔池獲得所需的冶煉溫度。其突出的優點是生產周期短、產量高；不足之處是生產的鋼種有限，主要冶煉低碳鋼和部分合金鋼。電爐煉鋼法是以電能為主要能源、廢鋼為主要原料的煉鋼方法，顯著的優點是，熔池溫度易于控制和爐內氣氛可以調整，用來生產優質鋼和高合金鋼。設備也比較簡單，而投資小，建廠快。爐外精煉，是指從初煉爐即氧氣爐或電弧爐

2、中出來的初煉鋼水，在另一個冶金容器中進行精煉的工藝過程。精煉的目的是進一步去氣、脫硫、脫氧、排除夾雜物、調整及均勻鋼液的成分和溫度等，提高鋼水質量；縮短初煉爐的冶煉時間，精煉的手段有真空、吹氬、攪拌、加熱、噴粉等。但目前世界上氧氣轉爐鋼的產量仍占總產量的60%左右。氧氣頂吹轉爐煉鋼的基本過程是：裝料（即加廢鋼、兌鐵水搖正爐體降槍開始吹煉并加入第一批渣料（吹煉中期）加入第二批渣料（終點前）測溫、取樣（碳、磷及溫度合格后）傾爐出鋼并進行脫氧合金化。所謂裝料，是指將煉鋼所用的鋼鐵爐料裝入爐內的工藝操作。電爐煉鋼所用原料，主要有廢鋼、生鐵和直接還原鐵三種。廢鋼是電爐煉鋼的主原料。按其來源不同，廢鋼大致

3、可分為返回廢鋼和外購廢鋼兩類。B對廢鋼的要求對廢鋼的一般要求是清潔少銹，無混雜，成分明確，塊度合適。在電弧爐煉鋼中，生鐵一般是用來提高爐料的配碳量的。轉爐煉鋼的原料主要是鐵水，其次還配用部分廢鋼。1.2.1.1鐵水鐵水是氧氣頂吹轉爐的主原料，一般占裝入量的70%以上。鐵水的物理熱和化學熱是氧氣頂吹轉爐煉鋼過程中的唯一熱源。A、對鐵水溫度的要求較高的鐵水溫度，不僅能保證轉爐煉順利進行，同時還能增加放心鋼的配加量，降低轉爐的生產成本。希望鐵水的溫度盡量高些，入爐時仍在12501300。1、兌入轉爐時的鐵水溫度相對穩定。2、鐵水的成分應該合適而穩定。3、鐵水中的硅，是轉爐煉鋼的主要發熱元素之一。鐵水

4、含硅量以0.5%0.8%為宜。4、對于含硅量過高的鐵水應進行預脫硅處理，以改善轉爐的脫磷條件，并減少渣量。5、鐵水的含猛量（1）鐵水中的猛是一種有益元素；（2）鐵水的含猛量多低于0.3%。6、鐵水的含磷量（1）磷會使鋼產生“冷脆”，是鋼中的有害元素之一。鐵水的含磷量小于0.15%0.20%。7、鐵水的含硫量（1）硫會使鋼產生“熱脆”現象，也是鋼中的有害元素，鐵水含硫量低于0.04%0.05%。鐵水含硫高時，對其進行預脫硫處理是經濟有效的脫硫方法。鐵水的成分也應相對穩定，以方便冶煉操作和生產調度。還希望兌入轉爐的鐵水盡量少帶渣。1.2.1.2廢鋼廢鋼是轉爐的另一種金屬爐料，作為冷卻劑使用的。轉爐

5、的裝入制度，包括裝入量、廢鋼比及裝料順序三個問題。1.2.2.1裝入量的確定轉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。目前控制氧氣頂吹轉爐裝入量的方法有以下三種。（1）定量裝入法。所謂定量裝入，是指在整個爐役期內，每爐的裝入量保持不變的裝料方法。優點是：生產組織簡單，便于實現吹煉過程的計算機自動控制，定量裝入法適合于大型轉爐。（2）定深裝入法。所謂定深裝入，是指在一個爐役期間，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溶池深度不變的裝料方法。優點是：氧槍操作穩定，有利于提高供氧強度并減輕噴濺；又能充分發揮爐子的生產能力。但是裝入量和出鋼量生產組織難度大。（3）分階段定

6、量裝入法。該法是根據爐襯的侵蝕規律和爐膛的擴大程度，將一個爐役期劃分成35個階段，每個階段實行定量裝入，裝入量逐段遞增。因此中小轉爐煉鋼廠普遍采用。1.2.2.2廢鋼比廢鋼的加入量占金屬裝入量的百分比稱為廢鋼比。提高廢鋼比，可以減少鐵水的用量，從而有助于降低轉爐的生產成本；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量。廢鋼比大多波動在10%30%之間。氧氣頂吹轉爐的裝料順序，一般情況下是先加廢鋼后兌鐵水，以避免廢鋼表面有水或爐內渣未倒凈裝料時引起爆炸。爐役后期，可先兌鐵水后加廢鋼。煉鋼的主要任務之一，就是要將金屬爐料中的雜質元素

7、如碳、磷等降低到鋼種規格所要求的程度。煉鋼生產首先要有一個氧化過程。供入爐內的氧，可以三種不同的形態存在，即生態、溶于鋼液和溶解在渣中。溶池內的氧主要來源于直接吹氧、加礦分解和爐氣傳氧三個方面。直接吹入氧氣是煉鋼生產中向熔池供氧的最主要方法。要求氧氣的含氧量不得低于98.5%，水分不能超過3g/m3，而且具有一定的壓力。轉爐煉鋼采用高壓氧氣經水冷氧槍從溶池上方垂直向下吹入的方式供氧；氧槍的噴頭是拉瓦爾型的，工作氧壓0.51.1MPa，氧氣流股的出口速度高達450500m/s，即屬于超音速射流，以使得氧氣流股有足夠的動能去沖擊、攪拌熔池，改善脫碳反應的動力學條件，加速反應的進行。2.1.2加入鐵

8、礦石和氧化鐵皮而在氧氣頂吹轉爐煉鋼中，鐵礦石和氧化鐵皮則多是作為冷動劑或造渣劑使用的。煉鋼對鐵礦石的要求是，含鐵要高、有害雜質要低，一般成分為：在氧化精煉過程中，煉鋼爐內具備了爐氣向熔池傳氧的條件，氣相中的氧會不斷傳入溶渣和鋼液。雜質元素，是指鋼液中除鐵以外的其他各種元素如硅、猛、碳、磷等。它們的氧化方式有兩種：直接氧化和間接氧化。所謂直接氧化，是指吹入熔池的氧氣直接與鋼液中雜質元素作用而發生的氧化反應。雜質元素的直接氧化反應發生在溶池中氧氣射流的作用區，或氧射流破碎成小氣泡被卷入金屬內部時。所謂間接氧化，是指吹入溶池的氧氣先將鋼液中的鐵元素氧化成氧化亞鐵（FeO），并按分配定律部分地擴散進入

9、鋼液，然后溶解到鋼液中的氧再與其中的雜質元素作用而發生的氧化反應。雜質元素的間接氧化反應發生在熔池中氧氣射流 用區以外的其也區域。間接氧化是指鋼中的O或渣中的（FeO）與鋼液中的雜質元素間發生的氧化反應。在氧氣射流的作用區及其附近區域，大量進行的是鐵元素的氧化反應，而不是雜質元素的直接氧化反應。氧氣轉爐煉鋼的供氧方式，主要是直接向溶池吹氧氣。所謂供氧強度，是指單位時間內向每金噸金屬供給的標準狀態氧氣量的多少。供氧時間，主要與轉爐的容量的大小有關，而且隨著轉爐容量增大供氧時間增加；通常情況下，容量小于50噸的轉爐取1216分鐘；50噸轉爐取1618分鐘；容量大于120噸的轉爐則取1820分鐘?？s

10、短吹氧時間可以提高供氧強度，從而可強化轉爐的吹煉過程，提高生產率。槍位，通常定義為氧槍噴頭至平靜熔池液面的距離。槍位的高低是轉爐吹煉過程中的一個重要參數，控制好槍位是供氧制度的核心內容，是轉爐煉鋼的關鍵所在。轉爐煉鋼中，高壓、超音速的氧氣射流連續不斷地沖擊熔池，在熔池的中央沖出一個“凹坑”，該坑的深度常被叫做氧氣射流的沖擊深度，坑日的面積被稱為氧氣射流的沖擊面積；與此同時，到達抗底后的氧氣射流形成反射流股，通過與鋼液間的摩擦力引起熔池內的鋼液進行環流運動。鋼液的環流運動極大地改善了爐內化學反應的動力學條件，對加速治煉過程具有重要意義。吹煉過程中，采用低槍位或高氧壓的吹氧操作稱為“硬吹”。硬吹時

11、，氧氣射流與熔池間煉時的槍位較低或氧壓較高，氧氣射流與熔池接觸時的速度較快、斷面積較小，因而熔池的中央被沖出一個面積較小而深度較大的作用區。作用區內的溫度高達22002700，而且鋼液被粉碎成細小的液滴，從坑的內壁的切線方向濺出，形成很強的反射流股，從而帶動鋼液進行劇烈的循環流動，幾乎使整個熔池都得到了強有力的攪拌。采用高槍位或低氧壓的吹氧操作稱為“軟吹”。軟吹時，氧氣射流與熔池間的作用吹煉時的槍位較高或氧壓較低，與熔池接觸時氧氣射流的速度較慢、斷面積較大，因而其沖擊溶度較小而沖擊面積較大；同時所產生的鋼液中因此而形成的環流也就相對較弱，即氧氣射流對熔池的攪拌效果較差。轉爐的吹氧操作可有以下三

12、種類型。（1）恒氧壓變槍位操作。所謂恒氧壓變槍位操作，是指在一爐鋼的吹煉過程中氧氣的壓力保持不變，而通過改變槍位來調節氧氣射流對熔池的沖擊深度和沖擊面積，以控制冶煉過程順利進行的吹氧方法。恒氧壓變槍位的吹氧操作能根據一爐鋼冶煉中各階段的特點靈活地控制爐內的反應，吹煉平穩、金屬損失少，去磷和去硫效果好。目前國內各廠普遍采用這種吹氧操作。恒槍位變氧壓操作。所謂恒槍位變氧壓操作，是指在一爐鋼的吹煉過程，噴槍的高度，即槍位保持不變，僅靠調節氧氣的壓力來控制冶煉過程的吹氧方法。變槍位變氧壓操作。變槍位變氧壓操作是在煉鋼中同時改變槍位和氧壓的供氧方法。目前國內普遍采用的是分階段恒氧壓變槍位操作，低槍位吹煉

13、時，鋼液的環流強，幾乎整個熔池都能得到良好的攪拌；高槍位吹煉時，鋼液的環流弱，氧氣射流對熔池的攪拌效果差。氧氣頂吹轉爐內的傳氧方式有兩種：直接傳氧和間接傳氧。直接傳氧，是指吹入熔池的氧氣被鋼液直接吸收的傳氧方式。硬吹時，轉爐內的傳氧方式主要是直接傳氧。其傳氧的途徑有以下兩個；（1）通過金屬液滴直接傳氧。A、硬吹時，氧氣射流強烈沖擊熔池而濺起來的那些金屬液滴被氣相中的氧氣氧化，其表面形成一層富氧的FeO渣膜。這種帶有FeO渣膜的金屬滴很快落入熔池，并隨其中的鋼液一起進行環流而成為氧的主要傳遞者。B、通過乳濁液直接傳氧高壓氧氣射流自上而下吹入熔池，在將熔池出一凹坑的同時，射流的末端也被碎裂成許多小

14、氣泡。這些小氧氣泡與被氧氣射流擊碎的金屬液和熔渣一起形成了三相乳濁液，其中的金屬液滴可將小氣泡中的氧直接吸收。由于熔池的乳化，極大地增加了鋼液、熔渣、氧氣三者之間的接觸面積，據估算低槍位吹氧時，氧氣射流大量地直接向熔池傳氧，因而雜質元素的氧化速度較快；但是，渣中的（FeO）低而化渣能力差些。所謂間接傳氧，是指吹入爐內的氧氣經熔液傳入鋼液的傳氧方式。軟吹時，接傳氧作用則會明顯加強。轉爐煉鋼中采用高槍位吹氧時，氧氣射流的間接傳氧作用得以加強，使得渣中的（FeO）含量較高而化渣能力較強；槍位控制：轉爐煉鋼中槍位控制的基本原則是，根據吹煉中出現的具體情況及時進行相應的調整，力爭做到毀不出現“噴濺”，又

15、不產生“返干”，使冶煉過程順利到達終點。A、一爐鋼吹煉過程中槍位的變化：槍位的變化規律通常是：高低高低。吹煉前期，最佳的槍位應該是，使爐內的熔渣適當泡沫化即乳濁液漲至爐口附近而又不噴出。吹煉中期的槍位也不宜過低。合適的槍位是使渣中的（FeO）保持在10%15%的范圍內。吹煉后期：該階段應先適當提槍化渣，而接近終點時再適當降槍，以加強對熔池的攪拌，均勻鋼液的成份和溫度。2.3.4復吹轉爐的底部供氣制度頂底復合吹煉技術是近年來氧氣轉爐煉鋼技術的重要發展。氧氣轉爐的頂底復合吹煉法，可以通過選擇不同的底吹氣體的種類和數量及頂槍的供氧制度，得到冶煉不同原料和鋼種的最佳復合吹煉工藝。按照底吹氣體的性質不同

16、，大致可以將它們分為以下兩類：（1）底吹惰性氣體。吹氣的方式多采用透氣元件法，底吹惰性氣體的目的是為了加強對熔池的攪拌，以改善成渣過程，減少噴濺，縮短冶煉時間等。（2）底吹氧氣或氧氣和石灰粉：使用雙層套管式噴嘴。生產中，底吹氣體種類的選用應根據所煉鋼種的質量要求和氣體的來源和價格而定，而總用量不大于頂吹氣體的5%，供氣壓力在0.5MPa以上。目前國內多采前期吹氮、后期吹氬（無氬氣時用博士 氧化碳代替）的底吹工藝。2.3.4.3復合吹煉的冶金效果復吹轉爐增加了底部供氣，加強了對熔池的攪拌，降低了熔渣與鋼液之間異相反應的不平衡程度，可以在渣中的（FeO）含量較低的情況下完成去磷的任務，爐渣中的（F

17、eO）含量較低，吹煉終點時鋼液的殘猛量較高；在整個吹煉過程中，熔渣和金屬的混合良好，可以加速雜質元素的氧化。消防了熔池內成分與溫度不均勻的現象，輕吹煉中的噴濺，使冶煉過程迅速而平穩。復吹轉爐鋼的品種廣泛，可以冶煉高碳鋼，也能生產超低碳鋼，還可以直接吹煉不銹鋼和高牌號電工鋼等合金鋼；造渣，是指通過控制人爐渣料的種類和數量，使爐渣具有某些性質，以滿足溶池內有關煉鋼反應需要的工藝操作。造渣是完成煉鋼過程的重要手段，造好渣是煉好鋼的前提。煉鋼中，造氧化渣的主要目的是為了去除鋼中的磷，并通過氧化渣向熔池傳氧。煉鋼中的去磷過程，主要是在鋼-渣兩相的界面上進行的。造氧化渣，就是要設法使熔渣具有適于脫磷反應的

18、理化性質；還要精心控制造渣過程，煉鋼過程對氧化渣的要求是：較高的堿度、較強的氧化法性、適量的渣量、良好的流動性及適當泡沫化。堿度的控制。堿度是爐渣酸堿性的衡量指標，是煉鋼中有效去磷的必須條件。渣中的（FeO）含量相同的條件下，堿度為1.87時其活度最大，爐渣的氧化性最強。氧氣頂吹轉爐煉鋼中，通常是將堿度控制在2.42.8的范圍內。渣中的（FeO）含量。渣中（FeO）含量的高氏，標志著渣氧化性的強弱及去磷能力的大小。生產中通常將渣中的（FeO）含量控制在10%20%之間。渣量的控制。過大的渣量不僅增加造渣材料的消耗和鐵的損失，還會給冶煉操作帶來諸多不便，生產中渣量控制的基本原則是，在保證完成脫磷

19、、膠硫的條件下，采用最小渣量操作。氧氣頂吹轉爐煉鋼時，一般情況下適宜的渣量約為鋼液量的10%12%，可采用雙渣操作。爐渣的流動性。對于去磷、去硫這些雙相界反應業說，保證熔渣具有良好的流動性十分重要。影響爐渣流動性的主要因素是溫度和成分。爐渣的泡沫化。泡沫化的爐渣，使鋼-渣兩相的界面積大為增加，改善了去磷反應的動力學條件，可加快去磷反應速度。但應避免爐渣的嚴重泡沫化，以防噴濺發生。3.1.2使用的目的是獲得堿性爐渣，以去除鋼中的磷或硫。石灰是由主要成分為CaCO3的石灰石煅燒而成。對煉鋼用石灰的基本要求是：CaO盡量高、SiO2及S等雜質盡量氏、活性要好、新鮮干燥、塊度合適，具體分析如下：石灰中

20、的有用成分是CaO，當然是CaO含量越高越好，石灰的有效堿應不低于80%85%，SiO2不超過2.5%，S低于0.2%。石灰中可利用的氧化鈣的含量（CaO）有效=（CaO）石灰=R×（SiO2）石灰所謂“活性”，是指石灰與熔渣的反應能力，它是衡量石灰在渣中熔解速度的指標。2、石灰的“活性”與生產石灰時的煅燒溫度有關。石灰石的分解溫度為880910，如果煅燒溫度控制在10501150時，燒成的石灰晶粒細?。▋H1m左右）、氣孔率高（可達40%以上），呈海綿狀，“活性”很好，稱軟燒石灰或輕燒石灰。熔化快，成渣早，有利于前期去磷，稱過燒石灰或硬燒石灰。不利于冶煉操作。如果煅燒溫度低于900，

21、由于燒成溫度低，石灰燒不透，核心部分仍是石灰石，稱生燒石灰。生灰石灰入爐后，其中殘留的石灰石要繼續分解而吸熱，不僅成渣慢而且對熔池升溫不利。評價石灰活性的正確方法，是將石灰加入到一定溫度的熔渣中，經過一定時間間隔后，測定未熔化的石灰質（重）量，然后根據石灰在爐渣中的溶解速度判斷其活性。石灰的水活性的檢驗方法，主要有以下三種：第一是AWWA法，它是將100g石灰加入到盛有400ml 25水的燒杯中；第二是ASTM法；第三是鹽酸法；石灰的塊度對于石灰的塊度，轉爐煉鋼一般要求為540mm，塊度過大時，熔化慢，化渣晚。塊度過小，則易被爐氣帶走?；煊性S多粉末的石灰。煉鋼所用石灰還應新鮮干燥。轉爐車間附近

22、建有石灰窯，螢石的主要成分是CaF2，它能加速石灰熔化和消除爐渣“返干”，而且作用迅速。一般要求其CaF2不低于85%，SiO2結不超過4%，CaO不超過5%。翠綠透明的螢石質量最好；白色的次之；帶有褐色條紋或黑色斑點的螢石含有硫化物雜質，其質量最差。一是螢石的稀渣作用持續時間不長，隨著氟的揮發而逐漸消失，而且揮發物對人體及爐襯都有一定的危害。二是螢石用量大時，爐渣過稀，會嚴重侵蝕爐襯。三是螢石的資源短缺，價格昂貴。轉爐煉鋼中多用鐵礬土和氧化鐵皮代替螢石。它們的化渣和稀渣速度不及螢石，消耗的熱量也比螢石多，而且氧化鐵皮表面粘有油污，鐵礬土含有較多的SiO2和H2O，均含對冶煉產生不利影響。鐵礬

23、土的主要成分是Al2O3。合成渣料是轉爐煉鋼中的新型造渣材料。它是將石灰和熔劑按一定比例混合制成的低熔點、高堿度的復合造渣材料，即把爐內的造查過程部分地，甚至全部移到爐外進行。這是一個提高成渣速度、改善冶煉效果的有效措施。國內使用較多的合成渣料是冷固結球團。它是用主要成分為FeO（67%左右）和Fe2O3（16%左右）的污泥狀的轉爐煙塵配加一定的石灰粉、生白云石粉和氧化鐵皮，該合成渣料的成份均勻、堿度高、熔點低，而且遇高溫會自動暴裂，加入轉爐后極易熔化，能很快形成高堿度、強氧化性和良好流動性的熔渣。白云石是碳酸鈣和碳酸鎂的復合礦物，高溫下分解后的主要組分為CaO和MgO。轉爐煉鋼中廣泛采用加入

24、一定數量的白云石來代替部分石灰的造渣工藝，白云石造渣工藝的主要目的是延長爐襯壽命，根據氧化鎂在渣中有一定溶解度的特點，向爐內加入一定數量的白云石，從而減弱熔渣對鎂質爐初中MgO的溶解；另一方面，冶煉中隨著爐渣堿度的提高，渣中MgO達過飽和狀態而有少量的固態氧化鎂顆粒析出，使后期爐渣的黏度明顯升高。加白云石造渣可以大幅度提高爐齡，而且，渣中（MgO）含量控制在6%8%較為適宜。對于轉爐煉鋼用白云石，一般要求其MgO含量在20%以上，CaO含量不低于30%，硫、磷雜質元素含量要低，塊度以540mm為宜。白云石造渣時以采用輕燒白云石為好。轉爐煉鋼中使用部分礦石作冷卻劑或電爐煉鋼中加礦氧化時，由于鐵礦

25、石中含有一定數量的SiO2，為保證爐渣的堿度不變應補加適量的石灰。每千克礦石需補加石灰的數量按下式計算：補加石灰量（kg/kg）=轉爐煉鋼中采用白云石造渣工藝時，白云石的用量約為石灰用量的四分之一。加速石灰熔化、迅速成渣是煉鋼，尤其是轉爐煉鋼中的重要任務。影響石灰在渣中的溶解速度的因素主要是石灰的質量、熔池溫度及熔渣的組成。熔池溫度的允許波動范圍并不大，對石灰溶解速度的調控能力較為有限。通過控制爐渣的成分來影響石灰的溶解速度是最為直接、方便和快捷的方法。渣中（CaO）的含量小于30%35%時，石灰的溶解速度隨其增加而增大。當渣中（SiO2）的濃度低時隨著（SiO2）含量增加，石灰的溶解速度增大

26、。當（SiO2）大于25%時，進一步增加其含量，不僅會在石灰表面形成2CaO·SiO2硬殼，而且會增加渣中復合陰離子的數量，導致爐渣黏度上升而減緩石灰的溶解。隨著渣中FeO含量的增加，石灰的溶解速度直線增大。少量的（MgO）含量，有利于石灰的熔化。渣中的（CaF2）也具有極強的化渣和稀渣作用。選擇的依據是原材料的成分和所煉鋼種。在冶煉過程中只造一次渣，中途不倒渣、不扒渣，直到終點出鋼的造渣方法稱為單渣法。單渣法操作的工藝簡單，冶煉時間短，生產率高，勞動強度小，但其他除硫、磷的效率低些。單渣法適合于使用含磷、硫、硅較低的鐵水或冶煉對硫、磷要求不高的一般碳素鋼和低合金鋼。雙渣法，是指在吹

27、煉中途倒出部分爐渣，然后補回渣料再次造渣的操作方法。特點：爐內如終保持較小的渣量，吹煉中可以避免因渣量過大而引起的噴濺，且渣少易化；同時又能獲得較高的去硫、去磷效率。適合于鐵水含硅、磷、硫量較高?；蛘呱a高碳鋼和低磷鋼種。采用雙渣法操作時，要注意兩個問題：一是倒出爐渣的數量。倒出1/2或2/3的爐渣。二是倒渣時機，應選在渣中的磷含量最高（FeO）含量最低的時候進行倒渣操作，理想效果：吹煉低碳鋼時，鋼渣操作應該在鋼中含碳量降至0.6%0.7%時進行。倒渣前1分鐘適當提槍或加些螢石改善爐渣的流動性，便于倒渣操作。雙渣留渣法是指將上一爐的高堿度、高溫度和較高（FeO）含量的終渣部分地留在爐內，以便加

28、速下一爐鋼初渣的形成并在吹煉中途倒出部分爐渣再造新渣的操作方法。倒渣時機及倒渣量與雙渣法相似，但是由于留渣，初渣早成而前期的去硫及去磷效率高。采用雙渣留渣法時，兌鐵水前應先加一批石灰稠化所留爐渣，而且兌鐵水時要緩慢進行，以防發生爆發式碳氧反應而引起嚴重噴濺。若上一爐鋼終點碳過低，一般不宜留渣。噴吹石灰粉造渣，是在冶煉的中、后期以氧氣為載體，用氧槍將粒度為1mm以下的石灰粉噴入熔池且在中途倒渣一次的操作方法。倒渣操作：一般選在鋼液含碳量為0.6%0.7%時進行。由于噴吹的是石灰粉末，成渣速度更快，前期去硫、去磷的效率更高，該法需要破碎設備，而且粉塵量大，勞動條件惡劣；石灰粉又更容易吸收空氣中的水

29、。氧氣頂吹轉爐雖能將高磷鐵水煉成合格的鋼，但技術經濟指標較差。單渣法生產穩定、操作簡單、便于實行計算機控制。對于含硅、磷及硫較高的鐵水，入爐前進行預處理使之達到單渣法操作的要求，即合理又經濟。為了加速石灰的熔化，渣料應分批加入。否則，會造成熔池溫度下降過多，導致渣料結團且石灰塊表面形成一層金屬凝殼而推遲成渣，加速爐襯侵蝕并影響去硫和去磷。單渣操作時，渣料通常分兩批加入。第一批渣料在開吹的同時加入，石灰為全部的1/22/3，鐵礦石為總加入量的1/3，螢石則用全部的1/31/2。其余的為第二批渣料，一般是在硅及猛的氧化基本結束、頭批渣料已經化好、碳焰初起的時候加入。如果二批渣料加入過早，爐內溫度還

30、低且頭批渣料尚未化好又加冷料，勢必造成渣料結團，爐渣更難很快化好。如果加入過晚，正值碳的激烈氧化時期，渣中的（FeO）較低，二批渣料難化，容易產生金屬飛濺。由于渣料的加入使爐溫降低，碳氧反應將被抑制，導致渣中的氧化鐵積聚，一旦溫度上升，必會發生爆發式碳氧反應而引起嚴重噴濺。二批渣料可視爐內情況一次加入或分小批多次加入。分小批多次加入無疑對石灰熔化是有利的。最后一小批料必須在終點前34分鐘加入，否則所加渣料尚未熔化就要出鋼了。電爐煉鋼熔化期的任務主要有兩個：一是用電弧產生的熱量把固體爐料迅速熔化，并盡快將鋼液加熱到氧化所需的溫度1550。二是盡早造好有一定堿度的氧化渣，以去除鋼液中的一部分磷并減

31、少鋼液吸氣和金屬揮發。氧化期的主要任務是進一步去磷至低于成品鋼的要求，并氧化脫碳以升溫、去氣、去夾雜。熔化期及氧化期需要的都是堿性氧化渣。為了順利完成上述任務造渣過程從裝料時就開始了。裝料前，先在爐底鋪一層約為料重1.5%的石灰，不僅能保護襯裝料時不被砸壞，而且有利于早成渣。爐內形成熔池后，按料重的1%補加石灰，同時吹氧助熔并化渣。爾后不時補加石灰，最終使總渣量達到鋼液的4%5%；爐料化清后，扒除大部分爐渣或熔化后期自動流渣，并補加渣料進入氧化期。氧化期造渣的關鍵是根據脫磷和脫碳兩方面的要求正確地控制爐渣的成分及渣量。脫碳是氧化期的兩個重要反應。氧化前期，邊吹氧邊自動流渣，并及時補加石灰，渣量

32、保持在3%4%左右，堿度控制在2.53.0之間。隨著氧化的進行，不時流渣并補加少量渣料，到氧化后期渣量減至2%3%。堿度降至2.0左右，以利于脫碳反應的進行。氧化渣的渣況是否正常，將直接關系到氧化過程能否順利進行。而渣況的好壞，取決于爐渣的成分與溫度，加之冶煉過程中熔池的溫度及成分在不斷的變化著。對于轉爐練鋼，爐內渣況良好的基本條件有兩個。第一是不出現“返干”現象；第二是不發生噴濺，特別是嚴重噴濺。無論是“返干”還是噴測，一旦出現均會嚴重影響爐內的化學反應，甚至釀成事故。因此轉爐煉鋼的渣況判斷的重點，應放在對將會發生的“返干”或噴油的預測上，以便及時處理而避免發生。經驗預測。渣料化好、渣況正常

33、的標志是：爐口的火焰比較柔軟，爐內傳出的聲音也柔和、均勻。渣已化好、化透時，爐渣被一定程度地泡沫化了，渣層較厚。氧槍噴頭埋沒在泡沫渣中吹煉，氧氣射流從槍口噴出及其沖擊熔池時產生的噪聲大部分被渣層吸收，而傳到爐外的聲音就較柔和；從熔池中逸出的CO氣體的沖力也大為減弱，在爐口處燃燒時的火焰也就顯得較為柔軟。爐口的火焰由柔軟逐漸向硬直的方向發展，爐內傳出的聲音也由柔和漸漸變得刺耳起來，表明爐渣將要出現“返干”現象。這是槍位過低或較低的槍位持續時間過長，激烈的脫碳反應大量消耗了渣中的氧化鐵所致。迅速調高槍位并酌情加入適量螢石，便可避免“返干”的出現。如果爐內傳出的聲音漸漸變悶，爐口處的火焰也逐漸轉暗且

34、飄忽無力；還不時地從爐口濺 出片裝泡沫渣，說明爐查正在被嚴重泡沫化，渣面距爐口已經很近，不久就要發生噴濺。二批料加入過晚易出現此種現象。其原因是，當時爐內的碳氧反應已較激烈，加入冷料后使爐溫突然下降，抑制了碳氧反應，使渣中的氧化鐵越積越多；隨著溫度漸漸升高，熔池內的碳氧反應又趨激烈，產生的CO氣體逐漸增多，爐渣的泡沫化程度也就越來越高。迅速調低槍位消耗渣中多余的氧化鐵即可避免噴濺的發生。聲納控渣儀預測。一些大型鋼廠使用聲納控渣儀對轉爐煉鋼中的“返干”和噴濺進行預測和預報，并取得了不錯的效果。聲納控渣儀的工作原理是：在爐口附近安裝定向取聲裝置和聲納儀采集爐口噪聲，對其進行信號轉換、選頻、濾波、放

35、大、整表后輸入計算機，由計算機在其顯示器上的音強化渣圖中繪制冶煉過程中的噪聲強度曲線，間接地反映渣層厚度或渣面的高低，同時對吹煉過程中可能發生的噴濺或“返干”進行預報，并由報警裝置發出聲、光信號。有大量微小氣泡存在的熔渣呈泡沫狀，這樣的渣子們們稱之為泡沫渣。泡沫渣中氣泡的體積通常要大于熔渣的體積，可見泡沫渣中的渣子是以氣泡的液膜的形式存在的。泡沫渣中往往還懸浮有大量的金屬液滴。爐渣被泡沫化后，鋼、渣、氣三相之間的接觸面積大為增加，可使傳氧過程及鋼、渣間的物化反應加速進行，冶煉時間大大縮短；爐渣的泡沫化，使得在不增加渣量的情況下，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

36、減少爐氣帶出的金屬和煙塵，提高金屬收得率。A、熔渣泡沫化的條件：1、這是熔渣泡沫化的外部條件。向熔渣吹入氣體，或熔池內有大量氣體通過鋼渣界同面向渣中轉移均可促使爐渣泡沫化。例如熔池內的碳氧反應，因其反應的產物是CO氣體，而且要通過渣層向外排出，因而具有促使熔渣起泡的作用。2、熔渣本身有一定的發泡性。這是熔渣泡沫化的內部條件。一是泡沫促持時間，又稱之為泡沫壽命。泡沫壽命越長，熔渣的發泡性越好。二是泡沫渣的高度，此值愈大爐渣的發泡性愈好。熔渣發泡性的本質即渣中氣泡的穩定性。實際生產中，熔渣的泡沫化程度是形成泡沫渣的外部條件和內部條件共同作用的結果。外部條件主要是進氣量和氣體種類，而內部條件即爐渣的

37、發泡性則是由其本身的性質決定的。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入而使之發泡。爐渣的黏度，將增加氣泡合并長大及從渣中逸出的阻力，渣中氣泡的穩定性增加。影響爐渣泡沫化程度的因素主要有以下四個：進氣量和氣體的種類；熔池溫度；熔渣的堿度及（FeO）含量；熔渣的其他成分。在轉爐煉鋼中，由于脫碳量及脫碳速度均很大，形成泡沫渣的氣體來源充足；加之，為了去除硫和磷，爐渣的堿度及（FeO）含量均較高，具備了形成泡沫渣的良好條件，因此，轉爐吹煉中爐渣的泡沫化是必然現象。如果滬渣過分泡沫化則會溢出爐外，甚至產生噴濺，不僅影響爐襯壽命和正常生產，嚴重時還會造成人身及設備的安全事故。開吹初期，由于

38、渣量較小，脫碳速度不大，爐渣的泡沫化程度較低。吹煉進行到全程的25%時間后，脫碳速度逐漸增加，加之渣量已較大，爐渣的泡沫化程度也逐漸增加，并漸漸埋沒氧槍噴頭。當吹煉進行到全程的50%60%時間時，渣面高度達最大值，并有溢出爐口的趨勢，此時爐內的脫碳速度達峰值，且熔渣的堿度也恰好在1.82.0左右，由于熔池溫度已高，爐渣的堿度也達3.0左右；加之鋼液的含碳量已低，脫碳速度逐漸下降，爐渣的泡沫化程度也隨之逐漸降低，并趨于消失。轉爐吹煉的初期和末期，爐渣的泡沫化程度較低，控制的重點是防止吹煉中期出現嚴重的泡沫化現象。吹煉中期爐溫偏低時，容易發生爐渣的嚴重泡沫化現象。嚴重時會發生爆發式的碳氧反應，大量

39、的CO氣體攜帶泡沫渣從爐口噴出，形成所謂的噴濺。首先，要盡可能保證吹煉初期爐子熱行。吹煉初期爐子熱行，初渣易早成，可使爐內反應正常，元素氧化速度適當，從而避免吹煉中期爐溫還上不來的現象。比如鐵水溫度偏低時，應先采用較低的槍位提溫。鐵礦石、氧化鐵皮或其他固態氧化劑等要分批多次加入，以免使熔池溫度下降過多而抑制爐內的碳氧反應。其次，應盡量改善原料質量。再次，要合理控制槍位。在槍位控制上，應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。如發現爐渣已經嚴重泡沫化了，應先短時提槍，借助氧氣射流的機械沖擊作用，使泡沫破裂，減輕噴油；而后立即硬吹一定時間，使渣中（FeO）的含量降低到

40、正常范圍。一是降低鋼液含氧量，以減少調整鋼液成分時所加合金元素的燒損。二是更有效地去硫，氧化精練雖也能去除部分硫，但效果遠不及還原精煉。還原渣的標志是渣中（FeO）含量很低，而且（FeO）含量愈低爐渣的還原性愈強即脫氧、脫硫的能力愈大。還原渣的（FeO）含量不大于0.5%。白渣是電弧爐煉鋼中常用的一種堿性還原渣。白渣中（FeO）含量較低，堿度較高，具有良好的脫氧和脫硫能力。好的白渣，在爐內呈輕微的泡沫狀，并能均勻地粘在樣勺或耙子上，冷卻后呈白色并能自動粉化，故稱白渣。白渣極易與鋼液分離而上浮，較少玷污鋼液，所以通常規定必須要白渣下出鋼。電石渣：電石渣是電弧爐煉鋼中采用的另一種堿性還原渣。該渣的

41、基本成分與白渣相似，不同的是渣中含有一定量的碳化鈣，其渣樣冷卻后呈灰色，并有白色條紋。硅鐵粉的粒度應不大于1mm；使用前必須在100200的溫度下干燥4小時以上，保證水分不超過0.2%。硅鈣粉：硅鈣粉由硅鈣合金磨制成，是一種優良的脫氧劑。它的脫氧及脫硫能力極強，而且不會使鋼液增碳，硅鈣粉的粒度應不大于1mm；使用前也必須進行干燥。鋁粉：鋁粉的脫氧能力很強，主要用于冶煉低碳不銹鋼和某些低碳合金結構鋼的還原精煉。一定溫度下，與一定成分的熔渣相平衡的鋼液在含氧量愈低，爐渣的還原性愈強。熔渣的組成中，堿度的高低和（FeO）的含量對熔渣的還原性起著決定性的作用。保持良好的流動性是充發發揮爐渣的還能能力和

42、加速還原過程的重要條件。還源精煉時，還應保持適當的渣量。首要的問題都是要造好“稀”的含義是基本渣料中稀渣劑的比例較高，渣料熔化后滬渣的黏度較低，其目的是保證撒加粉脫氧劑后還原渣具有良好的流動性；“薄”的意思是爐渣層薄即應采用較小的渣量。扒除氧化渣后迅速加入鋼液量2.5%3.0%的基本渣料，其配比為石灰：螢石：黏土磚塊=4：1：1，并立即以較大功率供電，使爐料盡快熔化覆蓋鋼液，以減少其吸氣和降溫。維持白渣：采用白渣還原時，鋼液將增碳0.02%0.05%，因此，當冶煉含碳量低于0.2%或含碳范圍較窄的鋼種時，可用密度較小的木炭粉代替焦粉進行還原。準確判斷還原渣的渣況并及時進行相應的調整操作，對提高

43、鋼的質量、縮短還原時間等具有十分重要的意義。查看爐渣的顏色：堿性爐渣隨其氧化性的變化而呈現不同的顏色，所以爐渣的顏色是其氧化性強弱的標志。爐渣的氧化性強即渣中（FeO）高時，爐渣呈黑色，隨著氧化性減弱即渣中（FeO）的減小渣色逐漸變淺：黑色黃色淡黃色白色。爐渣變成白色時，渣中的（FeO）含量一般不大于1%。評定白渣的好壞，不僅要看渣白的程度，而且要注意白渣保持的時間。隨時觀察爐渣顏色，準確判斷渣況，對鋼渣成分的控制也有很大幫助。就渣色而言，氧化渣與電石渣相似，均為黑色，應注意識別。觀察爐內冒出的煙塵的顏色：爐內的渣況不同，冒出來的煙塵的顏色也不同，且十分明顯。電石渣的煙霧濃厚，顏色灰黑；白渣或

44、弱電石渣，煙塵呈灰白色；爐渣脫氧不良時，煙塵則為灰黃色。硅在鐵液中可以無限溶解，在所有的雜質元素中，硅與氧的親和力最大。煉鋼過程中，硅的氧化產物是只溶于爐渣而不溶于鋼液的酸性氧化物SiO2。在煉鋼過程中，硅的氧化方式主要是間接氧化。當熔池未被爐渣覆蓋以及直接向熔池吹氧時，爐料中的硅還會被氧氣直接氧化一部分。硅的直接氧化和間接氧化均為強放熱反應，所以硅的氧化反應是在溫度相對較低的冶煉初期進行的。轉爐煉鋼中，鐵水中的硅在開吹的幾分鐘內便幾乎全被氧化；同時，硅元素氧化放出的熱量還是轉爐煉鋼的主要熱源之一。如果鐵水含硅較高，即使爐溫早已升到碳氧化所需的溫度，脫碳反應也要等到鋼液中的硅含量低于0.15%

45、時才能激烈進行。電爐煉鋼中，如果熔化期采取吹氧助熔措施，到爐料熔清時其中的硅已被激烈進行。電爐煉鋼中，如果熔化期采取吹氧助熔措施，到爐料熔清時其中的硅已被氧化掉90%。冶煉溫度一定時，硅的氧化程度取決于基氧化產物SiO2在渣中的存在狀態。冶煉初期，渣中存在較多的堿性氧化物是（FeO）因此，SiO2先與其結合成硅酸鐵。在目前的堿性操作中，隨著石灰的熔化，（2FeO·SiO2）中的FeO逐漸被堿性更強的CaO所置換，生成硅酸鈣；煉鋼溫度下，2CaO·SiO2十分穩定，爐料中硅氧化得很徹底，而且即使到了冶煉后期溫度升高后，也不會發生SiO2的還原反應。猛與氧的親和力不如硅與氧的親

46、和力大，冶煉中它被氧化成只溶于爐渣的弱堿性氧化物MnO。猛的氧化方式也是以間接氧化為主。猛的間接氧化和直接氧化也都是放熱反應，因此猛的氧化反應也是在冶煉的初期進行的。不過因氧化過程中放熱較少，猛氧化的激烈程度不及硅。而在轉爐吹煉中，鐵水中的猛80%左右也是在開吹后幾分鐘內被氧化掉的。在目前生產上所采用的堿性操作中，由于渣中存在著大量的強堿性氧化物（CaO），顯弱堿性的氧化猛大部分以自由的（MnO）存在，因而冶煉中猛氧化得遠不如硅那么徹底，而且轉爐吹煉后期熔池溫度升高后還會發生猛的還原反應。熔渣的堿度越高、（FeO）含量越低以及熔池溫度越高，還原出的猛越多，吹煉結束時鋼液中的猛含量即“余猛”就越

47、高。碳氧反應是貫穿于整個練鋼過程的一個主要反應。煉鋼的重要任務之一，就是通過向金屬熔池供氧，把金屬中的碳含量降至所煉鋼種的終點要求。大量的碳氧反應產物CO氣體從熔池中逸出，會引起熔池劇烈的沸騰。（1）CO氣體逸出引起的沸騰對熔池具有強烈的攪拌作用，可強化熔池的傳質與傳熱過程，促進鋼液、熔渣的成分和溫度的均勻。（2）碳氧反應時對熔池的攪拌可以加快反應物和生成物的擴散，并增大爐渣和金屬的反應界面，能使熔池內的物理化學反應加速進行；（3）上浮的CO氣體可攜帶和促進鋼中的氣體和非金屬夾雜物上浮，有利于提高鋼的質量；（4）大量CO氣體通過渣層使爐渣泡沫化和熔池中的氣體、爐渣、金屬三相乳化，可大大加速煉鋼

48、反應。碳氧反應的熱力學主要研究碳氧反應方程式及其平衡常數、碳氧濃度積、熔池內的碳氧關系、碳氧反應的熱效應、渣況及真空對碳氧反應的影響等。煉鋼過程中熔池內的碳有兩種氧化方式，在氧氣煉鋼條件下，金屬熔池中少部分碳可以在反應區與氣態氧接觸而發生直接氧化，其反應式為：C+O2=CO G=-152570-34T而熔池中的大部分碳是與溶解在金屬中的氧相互作用而被間接氧化的，其反應式為：C+O=CO G=-22200-38.34T碳的間接氧化反應為弱放熱反應，在煉鋼溫度下其平衡常數會隨溫度的長高而略有下降。平衡常數m=C%·O%故稱m為碳氧濃度乘積。即在一定溫度和壓力下，鋼液中碳與氧的質量百分濃度

49、之積是一個常數，而與反應物和生成物的濃度無關。溫度一定時，當鋼中的碳含量高時，與之相平衡的氧含量就低；反之，當鋼中碳含量低時，與之相平衡的氧含量就高。當C%0.4時，隨著鋼中碳含量的降低，氧含量升高得越來越快，尤其是當C%0.1時，與之相平衡的氧含量急居增高。溫度對鋼液中的碳氧關系影響不大。說明當鋼中碳含量一定時，與其相平衡的氧含量受溫度的影響很小。據研究證明，m值隨溫度及含碳量的變化而變化。含碳量一定時，隨著溫度的升高m值將增大，這是因為鋼液中的碳氧反應為弱放熱反應的緣故。在碳低時，則是由于部分碳按照下列反應。在煉鋼溫度下，只有當碳含量低于0.1%旱，氣相中CO2才能達到1%以上，可見煉鋼熔

50、池中碳的氧化產物絕大部分為CO。C-O反應產物為氣體CO和CO2，氧氣轉爐及電弧爐氧化期等熔池中的實際氧含量O%實際高于與C%相平衡的含氧量O%平衡，這二者之差稱為過剩氧，用O%表示。O%=O%實際-O%平衡過剩氧氣O%的存在是熔池中發生碳氧反應的必要條件（1）過剩氧O%與脫碳反應動力學因素有關。脫碳速度大時，則碳氧反應接近平衡，過剩氧少；反之，過剩氧就多。過剩氧O%隨鋼液的含碳量不同而不同。鋼液的含碳量較低，則過剩氧O%越小，即O%實際越接近于與碳平衡的氧含量O%平衡。正因為熔池中的碳和氧基本上保持著平衡的關系，即碳高時氧低，因此，在含碳量較高的冶煉初期，增加向熔池的供氧量，只能提高脫碳速度

51、而不會增加鋼液中的氧含量；冶煉后期，要使含碳量降低到0.15%0.20%，則必須維持鋼液中有較高的氧含量。%O渣也隨熔池中碳含量的變化而變化，并存在下列關系。O%渣=a(FeO)·O%max實際上O%渣也隨熔池中碳含量的變化而變化，并存在下列關系：O%平衡O%實際O%渣這個氧濃度差正是熔池中氧不斷地從渣向金屬傳遞和脫碳反應不斷進行的動力。要想使熔池含碳量低至0.05%，必須提高熔池中的氧含量，同時還要有很高的熔池溫度和渣中氧化鐵濃度。1/2O2+C=CO H=-152.4kJ這是一個放熱反應，因此一般認為碳的氧化熱是轉爐煉鋼的一個重要熱源。（FeO）+C=Fe+CO H=85.31k

52、J鋼液與爐渣之間的兩相反應是一個吸熱反應，提高溫度有利于反應向生成物方向進行。轉爐煉鋼中激烈的碳氧反應要等到爐內溫度較高后方能進行、電爐煉鋼中規定加礦氧化溫。鋼中的氧和碳相互作用的熱效應C+O=CO H=-35.61Kj，這是一個弱放熱反應 ，降低溫度有利于反應向生成物方向自發進行。對于煉鋼熔池內的碳氧反應，除反應物的濃度即O%、C%和熔池溫度外，爐渣的成分、堿度和渣量對碳氧反應也有著重要的影響。A、爐渣成分的影響爐渣成分中對碳氧反應影響較大的是氧化鐵的含量O%。渣中的FeO越高，通過渣鋼界面進入熔池向反應區傳輸的氧也越多，對碳氧反應越有利。而且隨著碳氧反應的進行，必須逐漸增加渣中的FeO，因

53、為，在一定溫度和壓力下進行碳氧反應時，由碳氧濃度積的概念可知，隨著鋼中碳含量的不斷降低 ，與之相平衡的氧含量則不斷提高，為了使碳氧反應繼續進行和保持合適的脫碳速度就必須增加渣中的FeO，保證鋼中的實際含氧量能大于平衡值。碳氧反應主要是間接反應，即首先都是生成氧化鐵，然后再發生碳氧反應。B、在溫度和FeO一定的情況下，R1.82.0時，爐渣的氧化性最強，在脫碳過程中，應控制爐渣堿度在2.0左右，使其具有最大的氧化能力。爐渣流動性的好壞，會影響到渣鋼反應的接觸面積和渣中氧化鐵（FeO）向鋼液擴散的速度，同時還會影響到反應產物CO氣泡的逸出，所以必須保持爐渣良好的流動性，使碳氧反應能順利進行。C、在

54、脫碳過程中，采用小渣量、薄渣層的操作是有利的。薄渣中氧化鐵的濃充相對較高，而且又減少了（FeO）向鋼中擴散的距離和CO氣泡的逸出壓力，所以有利于碳氧反應的順利進行。在真空條件下，由于外界壓力的降低，為碳氧反應創造了良好的熱力學條件。碳氧反應式仍是：C+O=CO。在真空條件下使Pco降低，平衡向氧氣脫碳，并通過包底吹氬促進鋼液循環。當向鋼液中吹入氬氧混合氣體時，其中的氧參與脫碳反應，生成CO氣體，隨著脫碳反應的進行，系統中CO氣體的分壓逐漸升高；但由于有氬氣泡的存在，CO會擴散到其中，從而使碳氧反應產物CO的分壓降低，促進鋼液中的碳氧反應的繼續進行，最后CO氣體隨氬氣泡的上升而一起排出鋼液。氬氧

55、精煉為“簡化真空”。碳氧反應的動力學主要研究碳氧反應的機理和生產中最為關心的脫碳速度問題。熔池中的碳氧反應是一個多相反應，為了實現這個反應，必須一方面向反應區及時供氧和供碳，另一方面反應產物CO必須及時排出。金屬與爐氣之間隔有一層爐渣，反應產物CO不可能直接進入氣相，而只能在熔池內部以氣泡的形式析出，脫碳過程要經過以下三個步驟：（1）熔池內的C和O向反應區即金屬液-氣泡界面擴散；（2）C和O在氣泡表面吸附并進行化學反應，生成CO氣體。（3）生成的CO進入氣泡，氣泡長大并上浮排出。1、碳氧反應產物CO在金屬中溶解度很小，只有以CO氣泡形式析出，才能使碳氧反應順利進行。2、要在一個均勻的鋼液中生成

56、一個CO氣泡新相，一個首要的條件是要求生成新相的物質CO在鋼液中有一定的過飽和度，物質在溶液中以過飽和狀態存在時，其自由能要大于它純態時的自由能。3、在一個均勻的液相中所析出一個新相，而且這個新相能夠長大，還要求早日生成的種核能夠達到一定的尺寸，即要達到“臨界半徑”。4、在冶煉過程中，鋼液中的CO不可能達到很大的過飽和度，這就要求CO在析出時要先形成半徑較大的種核，在溶液中的某些地方，在某一瞬間，在一個很小的體積內聚集大量的形核質點。在溶液中的某些地方，在某一瞬間，在一個很小的體積內聚集大量的形核質點。該現象出現的幾率是非常小的。在煉鋼熔池中如果要有氣泡生成，則氣泡內的氣體必須克服作用于氣泡的

57、外部壓力才能形成。5、在均勻的鋼液內部形成CO氣泡是不可能的，碳氧反應只可能在現成的氣泡表面進行。6、氧氣頂吹轉爐的碳氧反應形式及CO氣泡的生成地點，大致可分為高速氧射流作用區、金屬與爐渣的相界面、金屬-爐渣-氣體三相乳濁液中、爐襯耐火材料的孔隙中及CO氣泡表面五種情況：第一，在高速氧射流作用區，氧射流末端被彌散成小氣泡，它是生成CO的現成表面，所以該區域能發生碳氧反應。其間接氧化反應式為O2=O C+O=CO或有少量的碳直接氧化C+ O2=CO 吹煉條件下，由于金屬熔池的循環運動，不斷更新金屬液表面層，形成連續地供氧，而使得碳氧反應連續不斷地進行。在氧流作用區碳的氧化約占10%30%。第二，

58、在氧射流沖擊不到的地方，仍直爐渣與金屬的界面存在，當礦石、石灰以及其他渣中未熔彌散質點與金屬液接觸時，接觸界面上的微孔中存在少量氣體。該處是碳氧反應的現成表面，有部分碳在此被氧化。FeO+C=Fe+CO該區域脫碳時間短暫，脫碳量極少。第三，高壓氧氣流股沖擊熔池時，從熔池中飛濺出大量的金屬液滴，其中很大一部分從氧射流作用區飛出而直接散落在爐渣中，形成金屬-爐渣-氣體三相乳濁液。由于金屬液滴高度彌散在爐渣中呈乳濁狀態，其接觸面相當大，供氧和供碳條件極為有利，乳濁液中金屬液滴含量最高可達70%，一般平均達到30%左右，在整個吹煉過程中，幾乎全部金屬都要經過乳化，金屬液中的碳約有2/3是在乳濁液中被氧化的，氧氣頂吹轉爐中的碳氧反應主要發生在池濁液中。第四，爐襯耐火材料的精糙表面也是較好的生成CO氣