炉渣的正文

火法冶金过程中生成的以氧化物为主的熔体；它是钢铁、铁合金及有色重金属冶炼和精炼等过程的重要产物之一。主要成分是CaO、FeO、MgO、MnO（碱性氧化物）等，SiO2、P2O5、Fe2O3（酸性氧化物）等及Al2O3(两性氧化物）；此外，经常含有硫化物，如钢铁冶炼炉渣中含有少量CaS，有色重金属冶炼炉渣中有时含有较多FeS、Cu2S或 Ni3S2等；炉渣中还夹带少量金属；个别强还原性炉渣含有CaC2。在冶金过程中，熔融炉渣与熔融金属、熔融铁合金、熔锍及炉气等产物之间起着各种物理化学反应，达到该过程所预期的冶金目的。由于炉渣与金属或熔锍间的溶解度小以及两者比重不同而得与分离。依据组成不同，熔渣冷凝后成为岩石状或玻璃状物质。 炉渣在冶炼过程中起着下列重要的物理及化学作用：①形成熔融炉渣使脉石组分或杂质氧化产物与熔融金属或熔锍顺利分离；②脱除钢液中的有害杂质硫、磷和氧，吸收钢液中非金属夹杂物，并保护钢液不致直接吸收氢、氮、氧；③富集有用金属氧化物；④在电炉冶炼（电弧炉、矿热电炉、电渣重熔炉等）中炉渣还起着电阻发热体的作用。炉渣在保证冶炼产品质量、金属回收率、冶炼操作顺行以及各项技术经济指标方面都起着决定性的作用。“炼好渣，才有好钢”的说法，生动地反映了炉渣在冶炼过程中的重要作用。炉渣的物理化学性质炉渣完成冶金作用的好坏，主要决定于熔融炉渣的熔点、粘度、界（表）面张力、比重、电导率、热焓、热导率以及某些组分的活度(a）等。这些物理化学性质被炉渣的组成决定。炉渣的组分靠加入适量的熔剂调整，最重要的熔剂是石灰石和石英石。萤石（CaF2）在电炉炼钢渣及合成渣中也是重要的熔剂。
炉渣中CaO及FeO的活度一定温度下取纯CaO的反应能力为1，溶解于炉渣中的CaO相对于纯CaO的反应能力的分数就是炉渣中CaO的活度；炉渣中FeO的活度意义与此类似。FeO活度高的渣对钢液脱碳有利；CaO活度高，FeO活度低的渣对钢液脱硫有利；CaO及FeO活度高的渣对钢液脱磷有利。炉渣中组分的活度数据可由实验测定（图1，图2）。
炉渣的碱度炉渣中碱性氧化物含量与酸性氧化物含量的比值称为炉渣的碱度，它对炉渣的性质有显著的影响。钢铁冶金生产中常用CaO/SiO2,(CaO+MgO)/SiO2，（CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3+TiO2）等表示炉渣的碱度。在有色冶金中则常用渣中酸性氧化物中的氧量与碱性氧化物中的氧量之比来表示渣的酸碱性，此比值称为渣的硅酸度。
渣系的相图高炉渣、大多数铁合金炉渣及保护渣的主要组成可归结为Cao-Al2O3-SiO2系。大多数的有色重金属冶炼渣可归结为CaO-’FeO'-SiO2系或’FeO'-SiO2系（含有数量不等的三价铁），它们的相图见图3、图4、图5。 在熔融炉渣结构的研究方面，提出了好几种模型。其中比较有影响的是最早（1934）提出的分子理论（见熔融炉渣的分子假说），1945年提出的完全离子溶液模型（见完全离子溶液─Tёмкин 模型）和1965年提出的马松模型。

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