精炼渣各成分配比及所起作用
金属冶炼渣化学成分分析
制备微晶玻璃
利用渣中的矿物成分和玻璃相，制备陶瓷材料，如瓷砖 、耐火材料等。
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有益元素的市场与应用
了解这些元素的市场需求和应用领域，有助于优化资源利用和产业发展。
03
金属冶炼渣的物理性质
密度与孔隙率
密度
金属冶炼渣的密度通常取决于其化学成分和矿物组成，不同的渣型密度范围也不同。例如，高炉渣的密度通常 在2.0-3.0g/cm³之间，而平炉渣的密度可能更低，在1.8-2.4g/cm³之间。
遗传风险
某些有害物质可能处理方法与技术
化学法
通过酸浸、碱浸、氧化还原等手 段将金属冶炼渣中的有害物质转 化为无害或低毒物质。
土地填埋
将经过处理的金属冶炼渣安全地 填埋在指定的土地中，并采取有 效的防渗措施，防止有害物质渗 透到土壤和地下水中。
01
物理法
水体污染
金属冶炼渣可能含有有毒物质，如汞 、铅等，这些物质在雨水冲刷下会进 入水体，对地表水和地下水造成污染 。
对人体的危害
01
02
03
健康风险
长期接触金属冶炼渣可能 对人体健康造成危害，如 重金属中毒、呼吸系统疾 病等。
致癌风险
某些金属冶炼渣中的有害 物质具有致癌性，长期接 触会增加患癌症的风险。
01
这些元素是金属冶炼渣中的主要成分，对其物理和化学性质有
重要影响。
含量比例分析
02
通过分析各元素在渣中的含量比例，可以了解渣的组成特征，
为后续处理提供依据。
渣中矿物相分析
03
研究渣中的矿物相组成，有助于理解渣的稳定性及其对环境的
影响。
杂质元素分析
硫、磷、碳等元素
CaO-MgO-SiO2 -Al2O3四元精炼渣系黏度热模拟研究
HEBEI UNITED UNIVERSITY
毕业论文
GRADUATETHESIS
论文题目：CaO-MgO-SiO2-Al2O3四元精炼渣系黏度热模拟研究
学生姓名：
专业班级：
学 院：冶金与能源学院
指导教师：
2013年06月03日
摘
精炼过程中，精炼渣能够完成脱硫、脱氧、去气、去夹杂等任务，而在炉外精炼时，精炼渣的物化性能，尤其是精炼渣黏度对钢液的精炼效果起着决定性的作用。采用Factsage热力学软件，对CaO-MgO-SiO2-Al2O3四元精炼渣系黏度模拟进行了计算，确定了精炼渣黏度随随熔渣组分和温度的变化规律。
研究表明表面张力也受到温度的影响，温度上升，表面张力下降，相关文献也给出了两者之间的定量关系：
(11)
5）精炼渣熔化性温度
在LF炉精炼过程中，一般应为液态渣。因此精炼渣的熔点应低于被精炼钢液的熔点。LF在高碱度精炼渣（R≥2.5）冶炼超低硫钢（[S]≤10ppm）时，硫的分配比Ls理论计算值高达200，此时从热力学角度考虑，已经能够把硫降到比较低的含量，但实际的脱硫率远低于理论值。祝贞学认为能否达到热力学决定的平衡条件，很大程度上取决于脱硫过程的动力学条件，其限制环节为硫在渣中的扩散和传质速度。因此，研究影响高效精炼渣的流动性的因素——炉渣熔点和粘度具有重要意义。此外精炼渣的熔化温度处于适宜范围内,其发泡性能和吸附夹杂能力就能达到最佳值。同时，精炼渣熔点高会使渣系进入非均匀相，出现固态质点，从而影响炉渣流动性[10]。
1)对钢液进一步深脱硫和深脱氧；
2)精炼渣起泡埋弧，提高热效率，减少炉衬和包盖的侵蚀；
3)吸收钢液中非金属夹杂物，净化钢液，提高钢水纯净度；
LF炉造渣
造渣1、LF精炼渣的功能组成LF精炼渣的基本功能：深脱硫；深脱氧、起泡埋弧；去非金属夹杂，净化钢液；改变夹杂物形态；防止钢液二次氧化和保温。
精炼渣的成分及作用：CaO：调整渣碱度及脱硫；SiO2：调整渣碱度及黏度；Al2O3：调整三元渣系处于低熔点位置；CaCO3：脱硫剂、发泡剂；MgCO3、BaCO3、NaCO3：脱硫剂、发泡剂、助熔剂；Al：强脱氧剂；Si-Fe：脱氧剂；CaC2、SiC、C：脱氧剂及发泡剂；CaF2：助熔、调黏度。
在炉外精炼过程中，通过合理地造渣，可以达到脱硫、脱氧、脱磷甚至脱氮的目的；可以吸收钢中的夹杂物；可以控制夹杂物形态；可以形成泡沬渣淹没电弧，提高热效率，减少耐火材料侵蚀。
2、LF炉溶渣的泡沬化LF炉用3根电极加热，为了减少高温电弧对炉衬耐火材料和炉盖的辐射所引起的热损失和侵蚀，要进行埋弧操作。
为使电极能稳定埋在渣中，需调整基础渣以达到良好的发泡性能，使炉渣能发泡并保持较长的埋弧时间。
但是在精炼条件下，由于钢水已经进行了深度不同的脱氧操作，钢中的碳和氧含量都较低，不会产生大量的气体，要形成泡沬渣有一定的困难，因此要加入一定数量的发泡剂，如碳酸盐、碳化物、碳粉等，使炉渣发泡。
影响熔渣发泡效果的主要因素分析（1）熔渣碱度。
熔渣碱度低时发泡效果较好。
（2）基础渣中ω（CaF2）。
实验结果表明：CaF2是表面活性物质，适当配加一定量的萤石，渣容易起泡。
ω（CaF2）＝8%时，熔渣发泡效果最好。
但当CaF2过高时，熔渣黏度降低，这不利于泡沬渣的稳定，使发泡持续时间减少。
因此，ω（CaF2）不宜超过10%。
3、白渣精炼（1）白渣精炼，一般采用CaO- SiO2- Al2O3系炉渣，控制渣中ω（FeO+MnO）≤1.0%，保持熔渣良好的流动性和较高的渣温，保证脱硫、脱氧效果。
（2）适当搅拌，避免钢液裸露，并保证熔池内具有较高的传质速度。
总之，LF炉造渣要求“快”、“白”、“稳”、“快”就要在较短时间内造出白渣，处理周期一定，白渣形成越早，精炼时间越长，精炼效果越好；“白”就是要求ω（FeO+MnO）降到1.0%以下，形成强还原性炉渣；“稳”有两方面含义，一是炉与炉之间渣子的性质要稳，不能时好时坏；二是同一炉次的白渣造好后，要保持渣中ω（FeO+MnO）≤1.0%，提高精炼效果。
精炼渣成分控制
化学成分帘线钢要求控制的化学元素较多，表3列出了国内72， 82帘线钢盘条化学成分要求。
表3只是基本标准，各企业内控各不相同，但实际控制水平均要比表3严格的多。
国内钢厂大多在C，Mn，Si，O等成分的控制上一般没有问题，但在S，P，Al等元素的控制上虽然能达到基本标准，但控制水平大多偏低，同国外相比还有一定差距，这也是制约我国帘线钢水平上一个台阶的重要因素。
夹杂物国际上对帘线钢夹杂物要求常用的是意大利的皮拉利标准，要求夹杂物数量<1000个/cm³，尺寸<15 微米，高强度帘线钢要求夹杂物直径小于钢丝直径的2%；允许有纯Al203夹杂物存在，复合夹杂物中A1203含量≤50%，因铝酸钙类夹杂物无可塑性，也不允许存在。
国内对夹杂物要求一般采用评级的方式，要求塑性夹杂A类、C类≤1级，脆性夹杂B类、D类≤0。
5级。
因此，为了保证钢帘线产品质量，盘条金相组织中索氏体含量≥85%，不得有M、B、网状渗碳体等有害组织，表面脱碳层≤0.08 mm。
力学性能方面，72级帘线钢要求抗拉强度(1050士90) MPa，断面收缩率≥35%，82级要求抗拉强度(1150士90)MPa，断面收缩率≥300%。
非金属夹杂物控制造成帘线钢在拉拔或合股过程中断裂的最重要因素之一就是钢中非金属夹杂物 ,特别是硬质、不变形夹杂物 ,如Al2O3 和(Mg、Mn)O ·Al2 O3 ,对高强度帘线钢的影响更为突出 ,因此在生产高强度帘线钢时,采用洁净钢、超洁净钢冶炼技术就显得十分必要。
帘线钢炉外精炼的目的就是合理控制顶渣成分 ,通过钢渣界面反应来最大限度地减少有害夹杂物的影响 ,并对钢中夹杂物的形态、数量和大小进行有效控制是帘线钢生产的关键性环节。
夹杂物目标化学成分帘线钢中的夹杂物主要有两种类型 ,一种是来自于炉渣的 CaO-SiO2-Al2O3系夹杂物 ,另一种是来自于脱氧产物的 SiO2-MnO2-Al2O3系夹杂物。
LF精炼渣系概述
精炼渣系综述一、目前常用的精炼渣渣系迄今为止，人们已经研究了很多种精炼渣渣系，其中应用最为广泛的要数Ca0基合成渣，这是由于Ca0自身具有很强的脱硫能力，而且其原料非常丰富，价格低廉。
Ca0基渣系有以下几种：①Ca0-CaF2渣系Ca0-CaF2渣系在1500℃下的硫容量可以高达0.03，具有很强的脱氧、脱硫能力，其硫容量在二元渣系中是最高的。
在Ca0-CaF2渣系中，CaF2的主要作用是改善渣的流动性，降低渣的熔点，增大脱硫产物的扩散速度，改善脱硫动力学条件。
成渣中Ca0与CaF2的比例要适当，比值若过高，则渣中Ca0含量较高，使合成渣熔点过高，流动性较差，从而影响精炼效果；比值过低，则渣中CaF2含量较高，对Ca0起了稀释作用，不利于脱硫。
但是由于在这种渣系中CaF2含量相对较高，对炉衬侵蚀严重，同时这种渣系粘度较小，不利于埋弧操作，导致电弧对包衬的辐射侵蚀。
此外CaF2还会与渣中其它组元反应，生成含氟气体对污染环境。
②Ca0-A1203-CaF2渣系Oguch S等人测定了Ca0-A1203-CaF2渣系在1550℃时的硫含量，结果表明，渣中的硫含量主要取决于Ca0/A1203的大小，而CaF2含量对其影响很小。
当Ca0/A1203的比值增加，lgKs(渣中硫含量)显著增加。
由于原料中不可避免会带入部分Si02，因而Cad-Al203-CaF2渣系实际上为Ca0-A1203-CaF2-Si02四元渣系。
对该渣系进行研究后得出w ( Ca0 ) /w (Si02)大于0.15后，脱硫效果比较理想。
③Ca0-A1203-Mg0-Si02渣系Ca0-Si02-Mg0-A1203渣系是当前应用最为广泛也最常见的精炼渣系。
实验研究表明当R<3.0时，随着碱度增加，LS随之增加，而当R>3.0时，若再继续增加碱度R反而下降。
提高渣中Ca0的含量，可以显著降低钢中的硫含量，但当(Ca0%) >60%后，由于Ca0含量过高，增大了炉渣粘度，使流动性变差，脱硫效果反而会降低，不利于脱硫。
深冲钢RH精炼渣的配比研究与应用
- 43 -工 业 技 术０ 前言冷轧产品对强度、延伸率、表面质量都有较高的要求，特别是用于汽车、家电等行业产品，这也对热轧产品的生产提出了更高的要求。
2007年日照钢铁冲压用钢SPHC 开发成功，获得了明显经济效益，也加快了对深冲钢SPHD 开发的脚步。
2011年6月开始试生产，日照钢炼钢厂生产冷轧料过程中克服水口结瘤、夹杂物影响铸坯质量等问题，通过优化渣系组分和碱度，提高吸收率，改善了钢水质量。
１ 生产现状日钢炼钢工序有120t 转炉、120tRH 真空精炼炉、1×1板坯连铸机断面（1050mm~2040mm）×210，以及配套的热连轧设备。
目前工艺路线是：高炉铁水→铁水预处理→转炉→RH 炉→LF 炉→板坯连铸机→轧钢，工艺生产过程中出现水口结瘤、夹杂物影响铸坯质量等的问题。
根据对SPHD 钢种加工性能的要求，日照钢铁SPHD 钢种成分见表1。
表1 SPHD 钢种成分序号钢种Ｃ（％）Ｓｉ（％）Ｍｎ（％）Ｐ（％）Ｓ（％）Ａｌ（％）１ＳＰＨＤ≤０．０３≤０．０３０．１５￣０．３０≤０．０２０≤０．０２５０．０２０￣０．０６０冷轧料属于低碳铝镇静，w （Alt）一般为0.02%~0.055%，太高易生成Al 2O 3夹杂物，影响连铸生产造成结瘤和夹杂物过多，使产品质量得不到保证。
为提高钢水的纯净度，应在精炼过程中尽可能除去钢水中的夹杂物，确保造渣效果，满足最终产品使用性能的要求。
通过取样化验分析，深入了解RH 处理过程超低碳铝镇静钢中夹杂物变化，优化RH 钢中顶渣成分，确定精炼渣系CaO-SiO 2-Al 2O 3，以及渣中各组分的含量。
２ ＲＨ精炼渣组分优化２．１ 渣系确定对所取的试样采用化学常规分析，确定各类夹杂物的类型和对应的数量，同时进行定量分析，明确影响深冲钢生产和产品质量的夹杂物类型，以及其成分的演变过程，寻找优化改进的目标。
夹杂物主要是B 类夹杂物，成分主要是Al 2O 3，因此采用精炼渣系为CaO-SiO 2-Al 2O 3的三元渣系，进一步分析不同配比条件下精炼渣的脱氧、脱硫效果，以及不同碱度的影响。
精炼渣【精炼渣系的配比研究与应用】
精炼渣【精炼渣系的配比研究与应用】摘。
要本文结合生产实际对lf炉精练工艺炉渣熔点的研究结合生产成本对lf精练炉渣进行了调整，通过提高炉渣中的al2o3含量来调整渣料配比，在此基础上对本厂lf炉渣进行改进，不仅达到了精练目的还大大降低了精练成本。
关键词精炼渣；配比研究中图分类号tn914文献标识码a文章编号1673-9671-（2012）072-0230-02lf炉是上个世纪70年代发展起来的钢水炉外精练设备，其精练设备主要依靠电极加热、造白渣、钢包底吹氩来降低钢水氧，硫等有害元素，均匀成分和温度，满足连铸钢水需要条件。
目前莱钢特钢事业部银前精练车间lf炉渣萤石用量非常大，炉渣渣量流动性差，钢水升温速度较慢，针对此情况我们通过分析炉渣成分以及现场相关数据进行了分析希望找到合理的渣料配比来改善目前的难题。
1现场数据与比较表格1不同渣系下炉渣的熔点（来源于理论相关数据）表格2特钢事业部精炼车间45#，40cr钢种的炉渣渣系（来源于现场数据收集）2图表分析由于化验室条件有限我们的炉渣不知道萤石含量，所以没有把萤石对炉渣的熔点的影响分析进去。
从上表格可以看出45，40cr的炉渣最接近1540℃，但是根据下面的计算公式可以看出45，40cr的炉渣熔点应该高于1550℃也就是说根据中间包正常浇次炉次在软吹时候炉渣已经由液态转变成固态，但是实际上我们的炉渣并没有变成固态那时因为我们用了大量的萤石降低了炉渣的熔点。
从理论折线图上可以看出cao含量越低，al2o3含量越高，炉渣的熔点越低，用al2o3代替cao，能显著地降低炉渣的熔点，同时炉渣的液相线温度还与渣中mgo含量，有一定的关系如下：t液=1208℃+15.5（mgo）%，每增加1%mgo，可使渣的液相线温度提高15.5℃。
因此我们车间的如果要想得到熔点为1500℃以下的炉渣，应该减少石灰用量降低炉渣中cao的含量，保证埋弧效果即可或者是增加预熔渣量来增加炉渣中的al2o3。
关于精炼过程中合成渣行为的探讨
关于精炼过程中合成渣行为的探讨本钢马春生随着科学技术的进步和炼钢工艺的发展，炉外精炼已经成为提高钢的纯净度、改善钢质量的必不可少的工艺手段。
而在炉外精炼的工艺过程中主要的化学反应和工艺目的大多数都是通过各种合成渣来实现。
对应于不同的工艺、不同的品种要求，应该选择不同的合成渣。
因此，对于炉渣，特别是精炼过程中使用的合成渣的研究、开发和应用越来越受到人们的重视。
本文将对各种合成渣的作用，选择及精炼过程中的物理化学行为进行初步的探讨。
1 渣洗用合成渣（即精炼渣）所谓的渣洗就是通过机械的方法让合成渣与钢水充分搅拌、混合，创造良好的渣、钢之间进行化学反应的动力学条件，从而实现诸如脱硫、脱磷、脱氧等工艺目的。
1.1 合成渣的制作方法其制作方法大致可以分为如下种类：1.1.1 机械混合型将各种原料破碎成一定粒度，按照要求的比例配制，并通过机械方法混匀。
这种渣料的制作工艺简单、成本低廉，但是直接加入钢液里时熔点高、热量损失大、反应速度慢。
另一种机械混合型是将各种原材料制成<1mm的粉状，再按一定的比例混匀，加入一定量的结合剂制成小球状，并通过烘干去掉水份加入钢中。
，这种渣料的原料布局比例均匀，比颗粒混合型制作工艺复杂，成本较高。
直接加入钢液时熔点稍低、熔速稍快，由于钢、渣之间接触面较大，故反应速度较快。
1.1.2熔化炉予熔型将原料按一定配比通过小冲天炉（化渣炉）利用焦炭作为热源进行熔化，经水淬、干燥后按需要投入钢水中。
这种渣料，经过预熔已经形成多元相，其成份比较接近设计目标，而且熔点较低，在钢液中溶化速度快，反应迅速。
但是由于焦炭经燃烧后的灰份绝大部份是SiO2，加之炉膛耐火材料的熔损，最终成份很难达到理想状态。
特别是生产低SiO2、低C含量的渣料时，采用该方法生产是难以实现的。
1.1.3 电弧炉预熔渣利用电弧炉将原料加热熔化成熔融状态。
一种是现场有电弧炉的时候可直接将熔融状态的渣料直接用钢水冲混。
一种是现场没有电弧炉的时候将熔融渣料冷却、破碎、干燥后投入到钢包内用钢水冲洗。
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精炼渣各成分配比及所起作用2012-05-02 15:55 来源：我的钢铁网试用手机平台资讯监督分享到：新浪微博QQ空间腾讯微博网易微博搜狐微博一键分享打印1合成渣精炼脱硫技术是生产超低硫纯净钢的关键技术之一，国内外不少学者对精炼渣的冶金性其相同之处在于基础渣一般多选CaO-SiO2-Al2O3系三元相图的低熔点位置的渣系。
基础渣系最重要的作用是控制渣的碱度，这对精炼过程的脱硫效果有较大影响。
精炼渣的不同之处在于对基础渣系的微调，根据不同成分所起的作用不同控制加入添加剂的种类及含量，以期达到预期效果。
精炼渣各种成分的作用如下表：为了提升连铸坯质量，降低降价坯比例，炼钢车间在冶炼过程中成分按中限控制，强调钢包底吹的作用，保证软吹时间，均匀了成分和温度；终点控制上采用高拉碳法，不仅能降低合金、增碳剂、钢铁料等消耗，而且减少了由于增碳剂的加入带来的杂质。
连铸车间开机前对准备工作进行确认，尤其是中间包及水口的烘烤情况，保证中间包、水口的干燥，减少气泡夹杂的产生；对二冷区的喷嘴及水条进行检查清理，减少冷却不均造成的脱方、裂纹等缺陷，及时清理铸坯辊道冷钢、残钢，保证辊道的光滑，减少划痕等缺陷；在浇注过程中，他们稳定控制中间包液面，避免液面波动，减少卷渣造成的连铸坯夹渣缺陷。
同时为改善连铸坯质量，减少温降，该厂改进了原大包包盖，实施浇注全程盖包盖，减少钢水的二次氧化，改善连铸坯质量。
加强了连铸坯在线检查，杜绝不合格连铸坯出厂，9月份连铸坯合格率完成100%，比基本档提高0.15%，比目标档提高0.1%。
电弧炉冶炼终点碳的控制发布时间：2009-11-18 来源：东北特钢浏览人数：1370摘要对电弧炉冶炼过程熔池[C]—[O]反应进行了理论分析，通过现场试验建立了[C]—[O]关系图，试验条件下[O]＝0.0032[C]－0.9441，[C]、[Fe]选择氧化的平衡点为[C]＝0.035%。
指出在冶炼低碳钢种时，电弧炉终点碳应控制在0.04%以上。
关键词电弧炉碳重点控制1 前言现代电弧炉冶炼钢流程EAF-LF/VD-CC的技术核心是缩短电弧炉的冶炼周期，使之与连铸节奏相适应。
现代电弧炉冶炼技术都是围绕解决这个问题而发展起来的[1]。
为缩短冶炼周期，现代电弧炉广泛采用碳氧枪、二次燃烧、底风口和氧燃烧嘴技术，供氧强度大大提高，通常可达吨钢用氧30 m3左右，有的甚至超过40 m3[2]，接近转炉用氧量。
与之相应的是配碳量提高，例如冶炼低碳钢时，可通过配加生铁或铁水将碳配至1.8%。
炉料熔清后，在氧化条件下偏心底出钢，操作与转炉冶炼类似。
为了保证熔池不过氧化剂不同钢种合适的出钢碳含量，与转炉操作类似电弧炉终点碳的控制就显得极为重要。
2 电弧炉冶炼过程中熔池[C]—[O]关系2.1 电弧炉冶炼过程熔池[C]—[O]的选择氧化熔池的碳含量终点控制本质上是一个选择氧化问题，需要解决：①能够用碳含量来控制熔池中铁的过氧化；②如何通过控制熔池的过氧化来降低铁损，避免喷溅的发生，保证工艺的顺行。
选择氧化是冶金热力学研究的哦重点之一，主要包括连个方面，一是在温度上，何种物质优先氧化；二是在一定温度条件下，氧化反应的平衡浓度问题，即在平衡浓度以上，何种物质优先氧化。
实践中广泛应用的计算不锈钢冶炼过程中C—Cr 的选择氧化和转炉冶炼过程中Si—C的选择氧化都是其实际应用。
但是，Fe—C的选择氧化有其特殊性，因为铁是溶剂元素，在冶炼的后期占熔池重量的98%以上，而碳是溶质元素，在熔炼后期不会超过1%，因此，首先应该从碳的氧化机理上加以探讨。
在吹氧熔炼过程中碳的氧化以间接氧化的方式为主，这是因为：首先，氧流集中于作用区域附近而不是高度分散于熔池，其次氧流的冲击能够形成局部高温区，是Si、Mn、S等的反应活性降低，有利于碳的氧化；另外从反应动力学的角度来看，碳向氧气泡表面传质的速率比氧化反应的速率要慢，而熔池中大量存在的铁元素。
碳的氧化过程可简要表达如下。
（1）氧气同钢液面接触反应{O2}＝2OaOa＋[Fe]＝(FeO)s式中：Oa——钢液面吸附的氧(FeO)s——钢液表面的氧化铁（2）氧化亚铁部分溶于铁液，部分进入炉渣(FeO)s＝[O]＋[Fe]（3）进入钢液的溶解氧与钢液中的碳发生反应产生CO气泡溢出[O]＋[C]＝{CO}综上所述，钢液中碳的氧化可用下述化学反应方程式表示[3，4]：FeO＝[Fe]＋[O]△Go1＝121 000－52.38T J/mol （1）[O]＋[C]＝{CO}△Go2＝－22 000－38.34T J/mol （2）由两式叠加可得到钢液中碳氧化的反应方程式：FeO＋[O]＝[Fe]＋{CO}△Go3＝99 000－90.72 T J/mol （3）lg（）＝－＋4.736 （4）式中ac——以碳的质量百分数表示浓度时，以Fe—C系无限稀溶液为基准的活度；aFeO——炉渣中FeO的活度。
ac＝[C] fc （5）fc是C的活度系数。
由于氧在钢液和炉渣之间存在平衡分配比Lo＝[O]/（aFeO）；在炉渣成分和温度一定的情况下，分配比Lo一定，则式（4）可改写为：lg[O]＝－＋4.736－lg[C]－lgfc－lgLo （6）[O]和[C]是钢液中的氧含量和碳含量；式（6）说明钢液中的C—Fe之间的选择氧化与钢液中的氧含量、碳含量以及钢液温度、渣炉的成分有关。
这就说明可以根据熔池中的碳含量与熔池中溶解氧含量的平衡来控制铁损。
2.2 电弧炉炼钢过程中熔池[C]—[O]的关系从30年代开始，很多人通过实验室测定、热力学计算、实际生产数据的分析对Fe—C—O系的平衡进行了研究。
根据研究CO—CO2混合气体同铁液中碳和氧的平衡结果，测得了下列反应的平衡常数及标准自由能变化与温度的关系式[3]：[O]＋{CO}＝{CO2}△Go4＝－166 900＋91.13T （7）[C]＋{CO2}＝2{CO}△Go5＝144 700－129.5T （8）根据式（7）与（8）叠加可得到钢液中碳氧反应的平衡常数及标准自由能变化与温度的关系式：[C]＋[O]＝{CO}△Go6＝－22 000－38.34T （9）在Fe—C—O系整个浓度范围内近视的[C]－[O]关系实验式如下：lg[O]＝－－2.003＋0.16[C]－lg[C]＋lg pco （10）2.3 温度对[C]－[Fe]选择氧化的影响在电弧炉熔炼的初期，熔池温度较低，气体氧与铁液反应生成的FeO在低温下溶解度不高，大量的FeO没有溶解在铁液中，而聚集起来与氧气进一步反应氧化生成Fe3O4，产生大量的褐烟。
在精炼期的温度条件下，钢液温度较高（1 580～1 650℃），而[C]＋[O]＝{CO}是一个微弱的放热反应（△Ho＝－22 000 J/mol）,反应的平衡常数随温度的变化不大。
而同铁液平衡的氧化铁的分解压非常低（＜10-9 MPa）,使熔池和氧化性气氛接触时表面上迅速形成FeO膜，因此在熔池中铁的氧化程度主要可由熔池中溶解氧的浓度决定，温度的影响不大，根据式（10）并认为电弧炉冶炼过程中pco＝1.01×105 Pa计算，结果如图1所示。
3 试验结果及讨论3.1 生产条件下[C]—[O]关系曲线在珠江钢厂150 t及大冶特殊钢股份有限公司四炼钢厂60 t超高功率电弧炉内进行试验，以确定生产条件下冶炼过程熔池[C]—[O]关系，结果如图2所示，其温度在1 600～1 660之间。
[C]、[O]关系为[O]＝0.0032[C]-0.9441。
对比图1与图2，计算的[C]—[O]关系曲线与实测关系曲线变化规律一致，但实际的氧高于文献[4]的结果，说明熔池中存在过剩的溶解氧。
图1 温度对[C]—[O]关系的影响Fig.1 Effect of liquid steel temperature on relation between [C]and [O]图2 实测[C]—[O]关系Fig.2 Measurement relation between [C]and [O]3.2 [C]—[Fe]选择氧化平衡点[Fe]—[O]＝(FeO) （11）根据式（4），以及反应可以计算出电弧炉冶炼过程中1 600℃钢液中C—Fe的选择氧化平衡点为[C]＝0.035%，计算时容差的成分见表1，根据旋转坩埚内氧化铁与铁液的平衡试验，渣中的aFeO取0.3，此时熔池中的溶解氧为750×10-6.该计算结果与实际生产测试结果相符。
表1 熔渣成分/%Table1 Chemical composition of sla成分FeO MnO CaO MgO SiO2P2O5含量15 10 40 10 20 5在实际生产中根据△G1＝△Go－RTlnK及反应式（11），可知在一定的温度条件下[Fe]—[O]反应的△G1与[C]无关，熔池中如果存在过量的溶解氧，△G1会降低，[C]—[O]选择氧化的平衡点将右移，如图3所示。
图3 1 600℃碳铁选择氧化曲线Fig.3 Curve for choice oxidation of [C]and [Fe]at 1 600℃3.3 工艺控制根据电弧炉冶炼的[C]—[O]关系曲线，可用[C]来控制[O]，防止钢液过氧化；预报氧以指导出钢过程脱氧。
冶炼低碳钢时，对于20MnSi类型的钢，考虑到避免精炼期过量氧的存在及出钢后补加合金中的碳含量，可将终点碳控制在0.07%～0.10%以上，对于碳要求≤0.06%的一些钢种，电炉终点碳控制在0.040%～0.045%。
这样可减少铁损，提高金属收得率，减低脱氧铝的消耗及LF的电耗，减少渣料消耗及LF电极和耐材消耗，提高钢液洁净度。
4 结论（1）电炉冶炼过程的实际[C]—[O]关系曲线与理论计算的[C]—[O]关系曲线类似，试验条件下，[O]＝0.0032[C]-0.9441；（2）1 600℃钢液中[C]、[Fe]选择氧化的平衡点为[C]＝0.035%；（3）可通过实测终点[C]—[O]关系曲线，防止钢液过氧化及知道出钢过程的脱氧。
在冶炼含碳要求≤0.06%的钢种时，电炉终点碳应控制在0.040%～0.045%。
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