＋lg〔Si〕－lga(SiO2)－2lgfc－2lg〔C〕｝                    (4)
式中

 fi——溶质组元的活度系数。

    取 PCO＝1.01×104Pa，则：
    lgfSi＝eSiSi[Si]＋eSiC[C]＋eSiMn[Mn]＋eSiP[P]＋eSiS[S]＝0.801
    lgfC＝eCC[C]＋eCSi[Si]＋eCMn[Mn]＋eCP[P]＋eCS[S]＝0.660
式中

 eij——指钢液中溶质 i 对 j 的相互作用系数，即当元素 i 在钢液内百分浓度不变时，每

加入

1%元素 j 引起元素 i 活度系数改变的对数值。

    根据济钢第二炼钢厂转炉冶炼终渣成分，R 为 3.0、FeO 含量为 15%，查表得 aSiO2 为
0.0001，故：
△

G＝131100－73.618T    (5)

　　要限制铁水中碳元素的氧化，必须使

△G≥0，即满足：

　　

131100－73.618T≥0

　　

T ≤131100/77.618＝1780(K)

　　即温度低于

1507

℃时，铁水和上一炉的炉渣接触，首先是硅的氧化(但也不排除有碳

的氧化，因为铁水中含碳量较高

)，也就限制了碳的激烈氧化。

　　另外，也可根据不同温度下各种纯氧化物的分解压力找出碳和硅优先氧化的温度。由氧
化物标准生成自由焓的变化与温度的关系可知

:SiO2 分解压力曲线与 CO 分解压力曲线相交

的对应温度为

1530

℃。当 t 小于 1530℃时，[Si]先于[C]被氧化；当 t 大于 1530℃时则[C]先

与

[Si]被氧化。既便是在热力学满足(3)式的情况下，反应也不一定进行或进行的很缓慢而不

会造成喷溅，这是由复杂的动力学因素决定的。从动力学的观点分析，化学反应速度常数与
绝对温度之间符合

Arrhenius 关系式：

 



k＝k0e                  (6)

式中

 k——化学反应速度常数；

    e ——化学反应的活化能；
  　 k0 ——频率因子。
　　上式表明，化学反应速度随温度升高而加快，也就是说温度越高发生喷溅的概率越大。
反之，化学反应速度降低，发生喷溅的概率越小。特别在当前转炉大部分实现了溅渣护炉，
溅渣后炉渣温度均低于

1500

℃。可以说留渣操作的条件已经具备。

2 转炉留渣对冶炼的影响
2.1 有利于初期渣的形成　　成渣速度主要取决于石灰块的溶解速度，而石灰块的溶解速
度与初期渣的液相组成有关，特别是和渣中的

(FeO)含量有关。因为初期渣中有一定数量的

(FeO)存在，不仅溶解石灰速度加快，而且所组成的二元系铁酸氧化物的熔点，均比二元系
硅酸氧化物的熔点低。从炉渣中的

FeO-CaO-SiO2 三元渣系性质可知，要想得到高的石灰溶

解速度，必须提高

FeO/SiO2 比例才有效。

　　由

FeO-CaO-SiO2 三元渣系性质相图：1600

℃等温曲线表明石灰在 1600℃下具有最大

溶解度，因此加入过量石灰是不会得到效果的。
　　

FeO 是转炉炉渣的重要组分，它的含量对石灰的溶解速度、炉渣粘度等影响很大。在炉

子开吹时，液态炉渣主要来自铁水中硅、锰和铁的氧化。渣量少，渣中的

SiO2 含量高时加入

大量的石灰，使最初的液态炉渣冷却，在石灰块的表面层开始与液态炉渣反应。由于钙镁橄
榄石中的

FeO 和 MnO 的亲和力比 CaO 小，故被 CaO 置换，生成硅酸二钙(2CaO.SiO2)和

RO 相(二价金属 Mn、Mg、Ca 等氧化物固溶体)，生成的 2CaO.SiO2 熔点高达 2130

℃，结构

致密

 ，它妨碍液态炉渣中的 FeO 向石灰内部渗透，严重阻碍石灰块的继续溶解。这时渣中

如有大量

FeO(25%～30%)存在，则能加速石灰的溶解。其原因是：(1)FeO 能显著降低炉渣

的粘度，加速石灰的外部传质；

(2)FeO 能改善炉渣对石灰的润湿和炉渣向石灰孔隙中的渗