炼钢原理5.1金属容体的物理化学性质.ppt

3熔渣的分子离子共存理论 综合了分子理论和离子理论的优点，分子离子共存理论认为： （1）熔渣由简单阳离子和阴离子Fe2+、Ca2+、 O2-、S2-、F -等及未分解的化合物SiO2 、硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等组成； （2）离子和分子之间存在着动平衡关系，其反应遵守质量作用定律； （3）认为熔渣中分子、离子是理想溶液。 一 熔渣的化学性质 二 熔渣的物理性质 三 保护渣一不均匀渣系 §5.2炼钢炉渣（2） 一 熔渣的化学性质 1碱度 2熔渣氧化性 3熔渣的容量性质 4熔渣溶解气体的能力 1碱度 （1）组成炉渣的氧化物分类： 按照氧化物对氧离子的行为，把氧化物分为三大类。 酸性氧化物：SiO2、P2O5、V2O5、Fe2O3 碱性氧化物：FeO、CaO、MgO、MnO、TiO 两性氧化物：Al2O3、TiO2 利用氧化物酸性或碱性的相对大小，可以确定简单氧化物与复杂氧化物之间化学反应的方向 。即碱性强的氧化物能从复杂化合物中将碱性弱的氧化物取代出来，成为自由氧化物。 （2）碱度定义 它主要对炼钢过程中的脱硫和脱磷有重要作用。因为硫和磷的氧化物均呈酸性，所以要保证去除磷硫，熔渣必须有足够多的碱性氧化物。熔渣中碱性氧化物浓度总和与酸性氧化物浓度总和之比称为熔渣碱度。常用符号R表示。 碱度是判断熔渣碱性强弱的指标。去磷、去硫以及防止金属液吸收气体等都和熔渣的碱度有关，它还决定着熔渣中许多组元的活度，因此碱度是影响渣钢反应的重要因素。 （3）光学碱度 光学碱度较好的反映了氧化物碱度大小的本质，是渣碱度研究中的一个飞跃。 2熔渣氧化性(1) （1）定义：熔渣的氧化性是指熔渣向金属熔池传氧的能力，即单位时间内自熔渣向金属熔池供氧的数量。 （2）影响因素：熔渣的氧化性与渣中氧化铁的浓度有关，因为仅有FeO才能在金属液中溶解，并使其中的元素氧化。 （3）表示炉渣的氧化能力的方法： 全氧法： （5-11） 全铁法： （5-12） 炼钢为了保证石灰的熔化，保证类似碳氧反应类的氧化反应，需要熔渣有一定的氧化性，调节熔渣的氧化性对加速或减缓炼钢中很多反应、对耐火材料侵蚀有很大影响。 根据熔渣的分子理论，部分氧化铁会以复杂分子形式存在，不能直接参加反应，用熔渣中的氧化铁活度表示熔渣氧化性更精确。 2熔渣氧化性(2) （4）转炉炼钢头批料只加渣料总量的1/2-2/3的原因： 相同的情况下，在熔渣碱度R=2左右时，熔渣的氧化性最强，脱磷效果最好。这是由于根据熔渣的分子理论，当R高时，CaO含量过剩，与CaO形成复杂分子；当R 低时，含量过剩，与FeO形成复杂分子；当R=1.87时,熔渣中复杂分子主要以2CaO·形式存在，和FeO都是简单分子，此时氧化铁活度最高，有利于脱磷，转炉炼钢头批料只加渣料总量的1/2-2/3就是根据这个道理。 2熔渣氧化性(3) （5）熔渣的还原性 当钢液与熔渣接触时，如其内的氧能和熔渣自发扩散而降低，即熔渣能自钢液中吸取氧，则这种熔渣具有还原性。 当熔渣中 0.5%时，钢中氧向渣中扩散，称为还原渣。其还原性主要取决于氧化铁含量与碱度。 在还原性精炼时，常把降低氧化铁含量和选择合理的碱度作为控制钢液中氧含量的重要条件。 3熔渣的容量性质 炼钢生产中对钢的性能有害的物质如硫、磷、氮、氢等均能在熔渣中溶解，并保留于其中。把熔渣具有容纳这些物质的能力称之为炉渣的容量性。 （1）硫容量 熔渣的硫容量用CS表示。它是熔渣中以重量百分比浓度表示的硫浓度与一定氧分压和硫分压平衡的关系式。随着碱性氧化物浓度的增加而增大。硫容量表示了熔渣的脱硫能力 。 熔渣的硫容量越大，硫的分配比越大，其进入熔渣中的硫浓度就越大。熔渣和金属液的氧化性越强，硫的分配比就越小。 （2）磷容量 磷容量和硫容量一样，它表示熔渣吸收或溶解磷氧化物的能力。磷容量与温度及碱度有关。 4熔渣溶解气体的能力 熔渣能溶解气体（H2、N2），并且有不同的透气性。 熔渣的透气性是指气体质点通过熔渣的强度，用气体的溶解度与其在渣内的扩散系数的乘积表示。 二 熔渣的物理性质 1熔渣的粘度 2熔渣的密度 3熔渣的热容和导热性 4熔渣的熔化温度 5熔渣的表面张力及界面张力 6炼钢熔渣的导电性 7熔渣的密度及导热性 1熔渣的粘度 粘度是熔渣的主要物理性质之一，它代表熔渣内部相对运动时各层之间的内摩擦力。 （1）熔渣粘度对炼钢生产的影响 （2）表观粘度 （3）影响熔渣粘度的因素 （4）熔渣粘度的稳定性 （5）长渣、短渣 （1）熔渣粘度对炼钢生产的影响 粘度对于渣和金属间的传质和传热速率有密切关系，因而它影响着渣钢反应