4-炼钢基础理论-4
最新整理、冶金原理（赵俊学主编）教案：第四章冶金熔体（加工制造类）钢铁冶炼）
最新整理、冶⾦原理（赵俊学主编）教案：第四章冶⾦熔体（加⼯制造类）钢铁冶炼）第四章冶⾦熔体4.1 概介许多⾼温冶⾦过程都是在熔融的反应介质中进⾏的——如炼钢、铝电解、粗铜的⽕法精炼等在很多冶炼过程中，产物或中间产品为熔融状态物质——如⾼炉炼铁、硫化铜精矿的造锍熔炼、铅烧结块的⿎风炉熔炼等冶⾦熔体——在⾼温冶⾦过程中处于熔融状态的反应介质或反应产物冶⾦熔体的分类——根据组成熔体的主要成分的不同→⾦属熔体→熔渣→熔盐⾮⾦属熔体→熔锍4.2⾦属熔体⾦属熔体——液态的⾦属和合⾦如铁⽔、钢⽔、粗铜、铝液等⾦属熔体不仅是⽕法冶⾦过程的主要产品，⽽且也是冶炼过程中多相反应的直接参加者。
例如，炼钢中的许多物理过程和化学反应都是在钢液与熔渣之间进⾏的。
⾦属熔体的物理化学性质对冶炼过程的热⼒学和动⼒学都有很重要的影响。
4.2.1 ⾦属熔体的结构基本事实⾦属的熔化潜热仅为汽化潜热的 3%～ 8%对于纯铁，熔化潜热为 15.2 kJ·mol-1，汽化潜热是 340.2 kJ·mol-1 →液态⾦属与固态⾦属的原⼦间结合⼒差别很⼩⾦属熔化时，熵值的变化也不⼤，约为 5～ 10 J·mol-1·K-1→熔化时⾦属中原⼦分布的⽆序度改变很⼩。
熔化时⼤多数⾦属的体积仅增加 2.5%～ 5%，相当于原⼦间距增加0.8%～ 1.6%→在液态和固态下原⼦分布⼤体相同，原⼦间结合⼒相近。
⾦属液、固态的⽐热容差别⼀般在 10%以下，⽽液、⽓态⽐热容相差为 20%～ 50%。
→⾦属液、固态中的原⼦运动状态相近。
⼤多数⾦属熔化后电阻增加，且具有正电阻温度系数。
→液态⾦属仍具有⾦属键结合结论 I在熔点附近液态⾦属和固态⾦属具有相同的结合键和近似的原⼦间结合⼒；原⼦的热运动特性⼤致相同，原⼦在⼤部分时间仍是在其平衡位（结点）附近振动，只有少数原⼦从⼀平衡位向另⼀平衡位以跳跃⽅式移动。
基本事实 II液态⾦属中原⼦之间的平均间距⽐固态中原⼦间距略⼤，⽽配位数略⼩，通常在 8～ l0 范围内→熔化时形成空隙使⾃由体积略有增加，固体中的远距有序排列在熔融状态下会消失⽽成为近距有序排列。
钢铁总结归纳
钢铁总结归纳钢铁是一种重要的合金材料，广泛应用于建筑、制造业和交通运输等领域。
在钢铁的生产、种类和应用方面，我们可以总结归纳如下：1. 钢铁的生产过程钢铁的生产过程包括炼铁和炼钢两个主要步骤。
炼铁是将铁矿石还原为铁的过程，主要方法有高炉法和直接还原法。
炼钢是通过调整炼铁产物中的碳含量，控制其中杂质含量，得到适用于不同用途的钢材。
常用的炼钢方法有平炉法、转炉法和电炉法。
2. 钢铁的分类根据钢铁中碳的含量和其他合金元素的添加，钢铁可分为普通碳钢、合金钢和特殊钢。
普通碳钢是含有较低碳量的钢，具有较高的延展性和可塑性。
合金钢在普通碳钢的基础上加入其他元素，如镍、铬、钼等，以提高其硬度和耐磨性。
特殊钢则指具有特殊用途的钢材，如不锈钢、高速钢和耐火钢等。
3. 钢铁的应用领域由于钢铁具有高强度、良好的可塑性和耐腐蚀性，它在各个领域都有广泛的应用。
在建筑领域，钢铁用于制造梁、柱和桥梁等结构件，以支撑建筑物的重量。
在制造业中，钢铁是制造机械设备的重要材料，如汽车、船舶、航空器等。
此外，钢铁在交通运输、能源工业和家电等领域也有着重要的应用。
4. 钢铁生产对环境的影响尽管钢铁在各个领域有着广泛的应用，但其生产对环境造成了一定的负面影响。
钢铁生产会产生大量的二氧化碳等温室气体，对全球气候变化产生贡献。
此外，钢铁产业还会排放大量的粉尘和废水，对环境造成污染。
因此，降低钢铁生产过程中的能耗和环境污染已成为钢铁企业和政府部门亟待解决的问题。
5. 钢铁行业的未来发展趋势随着经济的发展和技术的进步，钢铁行业也呈现出一些新的发展趋势。
首先，钢铁行业将更加注重绿色、低碳的发展方式，推动节能减排和循环利用。
其次，随着科技的进步，新材料的出现可能会对传统钢铁产业带来一定的冲击。
例如，复合材料和3D打印技术的应用可能会减少对钢铁的需求。
因此，钢铁行业需要不断创新和转型以适应未来的发展需求。
通过对钢铁生产、分类、应用、环境影响和未来发展趋势的归纳总结，我们对钢铁有了更全面的了解。
钢铁冶金学炼钢学 ppt课件
磷在钢中是以[Fe3P]或[Fe2P]形式存在，但 通常是以[P]来表达。炼钢过程的脱磷反应是在金
属液与熔渣界面进行的。
不同用途的钢对磷的含量有严格要求：
非合金钢中普通质量级钢[P]≤0.045%；
优质级钢
[P]≤0.035%；
特殊质量级钢
[P]≤0.025%；
有的甚至要求
[P]≤0.010%。
有些钢种:炮弹钢，耐腐蚀钢需加P元素。
炼 钢 方 法（4）
1878年英国人托马斯发明了碱性炉衬的 底吹转炉炼钢法，即托马斯法。他是在 吹炼过程中加石灰造碱性渣，从而解决 了高磷铁水的脱磷问题。当时，对西欧 的一些国家特别适用，因为西欧的矿石 普遍磷含量高。但托马斯法的缺点是炉 子寿命底，钢水中氮的含量高。
炼 钢 方 法（5）
1899年出现了完全依靠废钢为原料的电 弧炉炼钢法(EAF)，解决了充分利用废钢 炼钢的问题，此炼钢法自问世以来，一 直在不断发展，是当前主要的炼钢法之 一，由电炉冶炼的钢目前占世界总的钢 的产量的30-40%。
钢中氧含量高，还会产生皮下气泡，疏松等缺陷， 并加剧硫的热脆作用。在钢的凝固过程中，氧将 会以氧化物的形式大量析出，会降低钢的塑性， 冲击韧性等加工性能。 一般测定的是钢中的全氧，即氧化物中的氧和溶 解的氧之和，在使用浓差法定氧时才是测定钢液 中溶解的氧，在铸坯或钢材中取样时是全氧样。
脱氧的任务
从低碳钢高温下的拉伸实验发现提高[Mn]/[S] 比可以提高钢的热延展性。一般[Mn]/[S]≥7时不 产生热脆。
图1-2 [Mn]/[S]比对低碳钢热延展性的影响
硫还会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂， 并在焊缝中产生气孔和疏松，从而降低焊缝的强 度。硫含量超过0.06%时，会显著恶化钢的耐蚀 性。硫还是连铸坯中偏析最为严重的元素。
工业炼钢的原理初中化学
工业炼钢的原理初中化学一、炼钢基本原理炼钢的主要目的是降低生铁中含有的含碳量，同时去除磷、硫等有害元素，并调整钢中的合金元素含量。
生铁炼成钢的实质是降低生铁中的含碳量，而含碳量的降低则是通过加入氧化剂将生铁中过多的碳和其他杂质转化为气体或炉渣除去。
二、原料与辅料炼钢的主要原料是铁水，即转炉或电炉炼铁得到的含碳量较高的铁水。
辅料主要包括造渣材料（如石灰石、白云石等），用于形成炉渣去除杂质；氧化剂（如氧气、铁矿石等），用于氧化铁水中的碳和其他杂质；以及脱氧剂和合金剂，用于调整钢的成分。
三、炼钢炉种类1. 氧气转炉：主要利用氧气作为氧化剂，吹入熔化的铁水中，使碳和其他杂质氧化成气体排出。
2. 平炉：通过向炉内加入燃料进行燃烧，产生热量熔化铁水，并加入氧化剂进行脱碳和其他杂质。
3. 电炉：利用电能产生高温熔化铁水，并加入氧化剂进行脱碳和杂质去除。
四、氧气转炉炼钢氧气转炉炼钢是现代炼钢的主要方法。
在转炉中，通过吹入高压氧气与铁水中的碳和杂质发生氧化反应，生成CO等气体排出，从而达到降碳的目的。
五、平炉炼钢法平炉炼钢法是一种较为传统的炼钢方法。
在平炉中，通过加入燃料燃烧产生的高温熔化铁水，并加入氧化剂进行脱碳和杂质去除。
平炉炼钢法的特点是炉内温度均匀，适合生产优质钢。
六、电炉炼钢法电炉炼钢法是利用电能熔化铁水并进行脱碳和杂质去除的方法。
电炉炼钢法适用于生产特种钢和合金钢，因为它能够精确地控制炉温和加入合金元素的时间。
七、炉渣与脱磷在炼钢过程中，通过加入造渣材料形成炉渣，炉渣可以将磷等杂质带出炉外，从而实现脱磷的目的。
炉渣的成分和性质对于炼钢过程的稳定性和钢的质量有重要影响。
八、脱硫与脱氧脱硫主要是通过加入脱硫剂（如石灰石）与铁水中的硫发生反应，生成硫化物进入炉渣中从而去除。
脱氧则是为了防止钢在凝固过程中产生裂纹，通过加入脱氧剂（如硅铁、铝铁等）与钢中的氧发生反应，生成不溶于钢的氧化物或硫化物。
总结：工业炼钢是一个复杂的过程，需要精确控制各种工艺参数和操作条件，以确保生产出高质量的钢材。
炼钢基本原理
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3.3.1 炼钢熔池中氧的来源及铁液中元素的氧化方式
氧的来源： 直接向熔池中吹入工业纯氧（>98％）； 向熔池中加入富铁矿； 炉气中的氧传入熔池。
铁液中元素的氧化方式有两种：直接氧化和间 接氧化。
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[Si]氧化产生大量的化学热，是转炉炼钢的主 要热量来源之一，它可使吹炼初期熔池温度能 够较快升高，有利于转炉废钢加入量增加和初 期渣熔化成渣。
[Si]氧化反应产物SiO2是酸性很强的氧化物， 它影响到炼钢的炉渣碱度和石灰加入量。
炉渣中的SiO2易侵蚀碱性炉衬，降低炼钢炉的 炉龄。
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多数意见认为氧气转炉炼钢以间接氧化为主
氧流是集中于作用区附近而不是高度分散在熔 池中； 氧流直接作用区附近温度高，Si和Mn对氧的亲 和力减弱
从反应动力学角度来看， C向氧气泡表面传质 的速度比反应速度慢，在氧气同熔池接触的表 面上大量存在的是铁原子，所以首先应当同Fe 结合成FeO。
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3.3.2 炼钢熔池中元素的氧化次序
溶解在铁液中的元素的氧化次序可以通过与 1molO2的氧化反应的标准吉布斯自由能变化 来判断。 在标准状态下，反应的ΔGo负值越多，该元素 被氧化的趋势就越大，则该元素就优先被大量 氧化。 铁液中常规元素与氧反应的标准吉布斯自由能 变化与温度的关系绘制成图。
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3.3 炼钢过程的基本反应
3.3.1 炼钢熔池中氧的来源及铁液中元素的氧化方式 3.3.2 炼钢熔池中元素的氧化次序 3.3.3 脱碳反应 3.3.4 硅的氧化 3.3.5 锰的氧化与还原 3.3.6 脱磷反应 3.3.7 脱硫反应 3.3.8 钢的脱氧 3.3.9 脱气 3.3.10 去除钢中夹杂物
7、8-转炉顶吹工艺-4 (1)
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4.3.4 氧气顶吹转炉炼钢工艺 ～主要包含五大制度:
装料制度
供氧制度 造渣制度 温度制度 终点控制
出钢、脱氧及合金化
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4.3.4.1 装料制度
～就是确定合理的装入量，铁水、废钢装入顺序及 其合适的比例。 1）装料顺序 先兑铁水后装废钢 但兑铁水时易喷溅； 可以避免废钢直接撞击炉衬，
[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe] (界面反应) (SiO2)+(MnO)=（MnO· SiO2) (渣内反应) 随着吹炼的进行渣中(CaO)含量增加： （MnO· SiO2）＋ 2(CaO)＝(2 CaO. SiO2)+ (MnO)
生成的（MnO）呈自由状态，吹炼后期炉温升高后，(MnO)
金特征。
2）氧枪转炉炼钢设备
介绍转炉车间布置，转炉设
备组成的四大系统：供料系统，炉子系统，供气系统及 烟气净化回收系统。其中强调了副枪的功能及作用。
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第四章 转炉炼钢法
4.3 氧气顶吹转炉
冶炼（吹炼）过程操作概述
吹炼过程元素的氧化规律 炉渣成分和温度的变化规律 氧气顶吹转炉炼钢工艺
放热反应可使熔池温度升高；
生成（SiO2）降低熔渣碱度，影响脱磷、脱硫；
[C]的氧化反应只有到[%Si]<0.15时，才能激烈进行。 影响硅氧化规律的主要因素：[Si]与[O]的亲和力，熔 池温度，炉渣碱度和氧化亚铁活度。
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炼钢过程的物理化学基础
炼钢过程的物理化学基础
炼钢是将生铁或生铁合金通过冶炼、熔炼和精炼等过程，去除杂质和调整合金元素含量，制得具有一定化学成分和性能的钢材。
这个过程涉及多种物理和化学原理，其中一些重要的物理化学基础包括：
1.熔炼原理：
熔融与溶解：高温条件下金属原料被熔化，形成熔体。
在熔体中，不同金属元素能够相互溶解，形成合金体系。
相平衡与相图：钢铁冶炼中考虑不同金属之间的相平衡关系，例如铁碳相图，用于预测在不同温度下金属间的相变情况，指导生产实践。
2.去除杂质与精炼原理：
氧化还原反应：在炼钢过程中，通过氧化还原反应去除杂质。
例如，将氧气通过熔融金属，氧气与不纯净金属反应生成氧化物，再被去除，使金属中杂质减少。
渗碳原理：通过加入碳源（如石墨、焦炭等）来调整钢铁的碳含量，使其满足特定的技术要求。
3.结晶与晶体生长：
凝固过程：当熔体冷却至凝固温度以下时，金属开始凝固成晶体结构。
晶体的形成和排列方式直接影响钢材的力学性能。
晶粒粗化与细化：控制熔体冷却速率，可以影响晶粒的尺寸和形态，从而调节钢材的组织结构和性能。
4.热力学与动力学：
热力学平衡：针对炼钢过程中的温度、压力和化学反应等参数，
进行热力学平衡分析，确保炉内反应能够朝着预期的方向进行。
动力学控制：炼钢过程中，不仅需要考虑热力学平衡，还需考虑动力学控制，即控制熔体的流动和传热，以便有效地去除杂质、调整合金成分。
炼钢过程是一个复杂的物理化学过程，其中涉及多种物质相互作用和反应过程。
理解这些物理化学基础是确保钢铁冶炼过程高效、稳定和品质可控的关键。
钢铁基础必学知识点
钢铁基础必学知识点1. 钢铁的定义：钢铁是一种由含碳量在0.02%至2.11%之间的铁碳合金制成的金属材料。
当碳含量小于0.02%时，它被称为铁，而当碳含量超过2.11%时，它被称为铸铁。
2. 钢铁的制造：钢铁通常是通过冶炼铁矿石来制造的。
这个过程包括将铁矿石加热到高温，使其与石灰石和焦炭反应，生成炼铁矿石。
然后，炼铁矿石被冷却并与再生铁和其他添加剂一起加入炼铁炉中进行冶炼，产生钢铁。
3. 钢铁的特性：钢铁具有高强度、硬度、韧性和可塑性。
它也具有良好的导电性和导热性。
4. 钢铁的分类：钢铁可以根据其化学成分和物理性质进行分类。
常见的分类方法包括碳含量、合金元素、热处理方式等。
5. 钢铁的用途：钢铁广泛应用于各个领域，包括建筑、汽车制造、船舶制造、机械制造、电力工业等。
钢铁也是制造其他金属制品的重要材料。
6. 钢铁的保护：由于钢铁容易受到氧化、腐蚀和磨损的影响，保护钢铁非常重要。
一些常见的保护方法包括涂覆防锈涂料、电镀、镀锌和使用不锈钢等。
7. 钢铁的可持续发展：在钢铁生产中，重要的问题是减少对环境的影响。
钢铁行业采取了一系列的措施来提高能源效率、降低碳排放和减少废物产生。
8. 钢铁的国际贸易：钢铁是全球贸易中最重要的商品之一。
各国之间进行钢铁的进口和出口，以满足国内需求和获得经济利益。
9. 钢铁的市场价格：钢铁的价格受到供需关系、全球经济形势、原材料成本等因素的影响。
钢铁市场价格常常波动，对行业和经济有重要影响。
10. 钢铁的未来发展趋势：随着科技的不断进步，钢铁行业也在不断发展。
未来的趋势包括可持续发展、数字化生产、高强度钢等。
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2.3.1 硅锰氧化
炼钢用的钢铁料含有硅、锰，对成品钢硅、锰的含 量也有要求。因此，很有必要了解硅、锰在炼钢过程中 的氧化和还原规律。
炉料中的硅锰主要由铁水（生铁）、废钢等带入， 在钢中无限溶解。在炼钢温度下被氧化成SiO2、MnO进 入渣中。在一般碳素废钢中含[Si] 0.17％～0.37％，[Mn] 0.35％～0.80％。
分析：该反应是在钢中及渣-钢界面上进行的，是放
热反应，锰氧化产生大量的热，也是转炉炼钢的热源之
钢液的密度可按下经验式： ρ1600℃=ρ‘1600℃＋∑（Δρ·J）
在20℃时，钢的密度按下经验式： ρ20℃=ρ‘20℃＋∑（Δρ·J）
式中 ρ‘—纯铁在某温度下的密度，Δρ—某元素使纯 铁密度提高值；J—某元素在钢液中的质量百分数，%。
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e.g 25＃钢1600℃时的密度？
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3）钢液的黏度 黏度是钢液的一个重要性质，它对冶炼温度参数的 制定、元素的扩散、非金属夹杂物的上浮和气体的去除， 以及钢的凝固结晶都有很大影响。 同熔渣黏度一样，钢液的黏度与流动性均表示钢液 流动时流层内摩擦力的大小，二者互为倒数。 一些液体的黏度见下表：
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东北大学/阎及其控 制
影响因素
组成↑、 ↓， 高熔点成分↑、 ↑
数值大小 1300～1400℃
黏度
元素扩散、渣-钢间的反应、组成↑、 ↓ ，温度↑、
气体逸出
↓，未熔质点↑、 ↓
0.02 Pa•s
密度
决定渣所占有的体积及钢 液滴在渣中的沉降速度
表面张力
渣-钢间的反应 及夹杂物的吸附
温度↑、 ↓
按温度对钢液密度的影响计算： ρ=8523－0.8358 Tk＝6958 kg/m3≈7 t/m3
按成分对钢液密度的影响计算： ρ1600℃＝ρ‘1600℃－210[%C]－60[%Si]－7.5[%Mn]－
164[%Al]－55[%Cr] + 43[%W]+6[%Ni] ＝7030－52.5－16.2－4.9＝6956.4 kg/m3 ≈7 t/m3 常用钢固态密度见表，表中也能看出成分的大致影响 情况。
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影响钢液黏度因素主要是温度和成分。 温度影响 随温度升高黏度降低，即流动性变好。这是由于温度 升高钢液密度降低、原子间距离增大、相互吸引力减小。 成分影响 成分对钢液黏度影响比较复杂！ 碳 钢液中的碳对黏度的影响非常大，这主要是因为 碳含量使钢的密度和熔点发生变化，从而引起黏度的变化。
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硅、锰、镍能使钢的熔点降低，所以含量增加，钢液 黏度降低，尤其含量很高时，降低更显著。
钛、钨、钒、钼、铬含量增加则使钢液的黏度增加， 因这些元素易生成高熔点、体积大的各种碳化物。
钢液中非金属夹杂物含量增加，钢液黏度增加，流动 性变差。
初期脱氧产物生成，夹杂物含量高，黏度增大，夹杂 物不断上浮或形成低熔点夹杂物，黏度又下降。脱氧不良， 钢液流动性一般不好-。
ρ=8523 － 0.8358 Tk , kg/m3 式中 Tk——热力学温度，K。
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成分影响 成分对钢液密度的影响比较复杂，一般认 为，碳、硅、锰、磷、硫、铝、铬等元素增加可使纯铁密 度减小，其中碳的影响明显；而密度大的元素钨、镍、铜 等元素可使纯铁密度增大，其中钨的影响最大。
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熔渣作用、组成与分类
项目
内容
特征
作用 组成 分类
五大作用
去除P、S等有害元素；参与熔池传氧； 防止吸气（H、N）；吸收非金属夹杂物及反应产物； 稳定电弧燃烧，提高炉子热效率、保护炉衬。
碱性氧化物 中性氧化物 酸性氧化物 非氧化物
碱性渣 酸性渣
CaO、 MnO、 FeO、 MgO Fe2O3 、Al2O3 SiO2 、P2O5
20Mn、60Mn、65Mn
15CrA 20Cr、30Cr、40Cr
38CrA
GCr15
W9Cr4V W18Cr4V 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、
2Cr18Ni9
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密度/t/m3 7.8 7.87
7.85 （与紫铜相当）
7.81 7.74 7.82 7.80 7.81 8.3 8.7（高于黄铜的） 7.85
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S、O是很强的表面活性物质，只要含有很少量的S、 O就能使钢液的表面张力大大下降 。原因是它们在钢 液中的生成物FeS、Fe0被排挤到钢液的表面，浓度出 现偏差，导致表面张力急剧下降。
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Ni 、 Co 影 响 较 小 ， 原 因 是与铁的性质相近；
△H= - 542kJ/mol
或[Si]+2（FeO）=（ SiO2）＋2[Fe]
+ 2） 2（CaO）+（SiO2）=（2CaO·SiO2 ）
[Si]+ 2[O] 或 2（FeO）+2（CaO）=（2CaO·SiO2）+ 2[Fe]
分析：该反应是在钢中及渣-钢界面上进行的，是放
热反应，硅氧化产生大量的热，是转炉炼钢的主要热源。
范围时，钢液中存在
δ-Fe、γ-Fe两种晶体结
构(体心立方——面心
立方)，密度是随碳含
量的增加而增加,表面
张力增加。
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5）钢的导热能力
钢的导热能力可用导热系数或热导率来表示，指在 稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1℃， 在1s内，通过1m2面积传递的热量，即当体系内维持单位 温度梯度时，在单位时间内流经单位面积的热量，钢的 导热系数用符号λ表示，导出单位为W/（m·℃）。
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影响钢液表面张力的因素很多，主要有温度、成分 及钢液接触物，其中影响最大的还是钢液成分。
温度影响
对于一般液体温度升高、表面张力减少，但对于碳 素钢液来说，表面张力是随着的温度升高而增大。原因 之一是温度升高表面活性物质，如C、O等的热运动增强， 使钢液表面过剩浓度减小或浓度均匀化，从而引起表面 张力增大。这也可从成分影响得到解释。
几种液体的黏度比较
液体名称 纯铁液
钢液（水） 稀熔渣
碱性正常渣 稠熔渣 松节油 轻机油 水
温度/℃ 1600 1600 1600 1600 1600 25 25 15
黏度/ Pa•s 0.0005
0.002～0.003 0.002
0.02～0.10 0.2
0.0025 0.02～0.10
0.001
反应的有利条件是：低温，高氧化性（高O、高FeO
），高碱度（高CaO或低SiO2），对于造碱性渣的炼钢来 说，硅氧化的很彻底，后期温度提高后也不还原。
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（2）锰的氧化
[Mn]+[O]=（ MnO）
△H= - 244kJ/mol
或/和[Mn]+（FeO）=（ MnO）＋ [ Fe]
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4）钢液的表面张力
钢液的表面张力对新相的生成，如CO气泡的产生、 钢液凝固过程中结晶核心的形成；对相间反应，如脱氧 产物、夹杂物和气体从钢液中的排除，渣钢分离，钢液 对耐火材料的侵蚀等有着重要影响。
使钢液表面产生自动缩小的力称为钢液的表面张力， 用 符 号 σ表示，单位为N/m。钢液的表面张力普遍高于炉 渣的，大约在1.5 N/m。
组成、温度， 但比较复杂
2.5～3.0 t/m3 0.35～0.5 N/m
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温度影响 总的说来，随着温度升高，钢液的体积增加 （原子间距增大）、密度降低。
如纯铁密度，20℃时为7.88， 1538℃时为7.23 ， 1600℃时为7.03 t/m3，这与中、低合金钢液的密度7.0 t/m3相当。钢液密度随温度的变化：
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成分影响
1550℃时，纯铁液的表面张力约为1.7～1.9 N/m。 溶质元素对纯铁液表面张力的影响程度取决于它的性质 与铁的差别大小。如果溶质元素的性质与铁相近，则对 纯铁液的表面张力影响较小，反之则就较大。一般来讲， 金属元素的影响较小，非金属元素的影响则较大。
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温度对钢热导率的影响
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2.3 钢液的化学反应
炼钢是在高温下、多相参加的复杂物理化学过程， 如温度在1600～1700℃范围，气-渣-钢-耐火材料间进行： 熔化与凝固、分解与化合、溶解与析出及氧化与还原反 应等。
主要进行：硅锰氧化反应，钢液脱磷、脱碳、脱氧、 脱硫反应，以及气体与夹杂物去除等。
CaF2 、CaC2 、CaS
以CaO 为主，能够去除磷、硫元素 以SiO2 为主，不能去除磷、硫元素
氧化渣 还原渣
渣有氧化能力，FeO含量15％～25％，能向钢液中供氧； 渣有还原能力，FeO含量0.5％～1.0％，能从钢液中夺氧
10.03.2021
东北大学/阎立懿
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熔渣（液态）的物理性质
物理性质
影响钢导热系数的因素主要有钢液的 成 分 、 温 度 、 组织、非金属夹杂物含量及钢中晶粒的细化程度等。
10.03.2021