熔剂

熔剂，外文名flux，是钢铁冶金原料中的造渣材料，属于化学试剂，在高温下与试样一起熔融，使试样转化为能溶于水或酸的化合物的一类化学试剂，熔剂的选择受冶炼过程高温物理化学反应规律所控制，其中最主要的是酸性物质与碱性物质相互作用而成渣的原理，常用熔剂的有碱性熔剂，如碳酸钾、碳酸钠（如炼铁用石灰石作熔剂，除去脉石）、氢氧化钾、硼酸盐等，酸性熔剂，如焦硫酸钾、氟化钾、氟化硼等，氧化性熔剂，如过氧化钠、硝酸钾、氯酸钾等，即晶料，无色透明，熔点较一般颜色低，多用于增加颜料光泽或调节颜色的软硬，克服彩病“惊剥落”。

钢铁冶金原料中的一类重要造渣材料。连续铸钢|炼铁过程中，它与铁矿石或铁水中的杂质形成易熔炉渣，将杂质从铁中分离出来，从而提高生铁的质量。在炼钢过程中熔剂是脱硫、脱磷、脱氧以及脱除各种非金属夹杂物，提高钢液净度和减少热损失不可缺少的造渣材料。

一般要求熔剂中的有效成分尽可能高，有害杂质含量尽可能低（如炼钢熔剂要求含硫和磷低等），强度和块度(粒度)能满足冶炼工艺要求（如高炉炼铁要求熔剂强度好，大高炉适用块度为20～75毫米，小高炉块度为10～30毫米，有色金属硫化物精矿闪速熔炼要用粉状熔剂等）。熔剂的选择同要提炼的金属和矿石成分有关。钢铁冶炼常用CaO-AlO-SiO系渣，而铁矿石和焦炭的灰分大多是酸性氧化物(SiO等)，因此主要用碱性熔剂（石灰石或白云石等）。个别情况下冶炼含碱性脉石的铁矿，也用酸性熔剂（石英或含酸性脉石的贫矿）。有色金属冶炼常用FeO－SiO、FeO－CaO-SiO和FeO-AlO-SiO系渣，而有色金属矿石和精矿中常伴生有碱性铁矿物、方解石等，因此主要用石英或低品位石英砂金矿为熔剂。如果冶炼含酸性脉石的矿石和精矿，应配加石灰石、铁矿石或含碱性脉石的有色金属矿作熔剂。

一般地说，渣相化合物或混合物的熔点均比反应物的熔点低，因此高熔点杂质成渣后变得易熔，从而达到金属与熔渣分离的目的。在钢铁冶炼及精炼过程中矿石本身带入酸性或碱性杂质，必须选择一种相应的强碱性或强酸性的熔剂来与矿石中的杂质组成低熔点炉渣，才能使杂质与金属分离，达到冶炼的目的。此外，有些中性物质也可以用来作为熔剂降低渣的熔点，并改进其流动性，这要从熔渣的离子结构来解释。

碱性熔剂 碱性熔剂的主要化学成分为CaO及MgO等碱性物质。常用的有石灰石、白云石、石灰及消石灰。钢铁冶炼对碱性熔剂的要求是：含碱性氧化物(CaO及MgO)要高，含酸性氧化物(SiO及AlO)及有害杂质(S、P)要低，并要有一定的强度和粒度。高炉直接入炉用的碱性熔剂主要是石灰石；为了增加高炉渣中的MgO含量以提高炉渣的流动性及脱硫能力，炉料中配加白云石，最好使用白云石化石灰石。为了节约高炉内熔剂分解的热耗，尽可能避免碱性熔剂直接入炉，而是把需要入炉的熔剂配加于烧结料或球团料中制成熔剂性烧结矿或自熔性球团矿。为了强化烧结生产，在烧结料中配加部分石灰或消石灰。炼钢用的碱性熔剂主要是石灰，要求石灰含CaO高，活性度高，其块度大小与工艺要求及冶炼时间长短有关。碱性平炉开始冶炼造渣时及电炉冶炼熔化期、氧化期也使用石灰石，主要利用石灰石分解出CO气体来活跃熔池，排出钢中气体和杂质，降低含硫量。为了使炉渣中含一定MgO量以保护炉衬，炼钢过程中加入少量的焙烧白云石。

熔剂在冶炼中主要有三方面的作用：（1）控制炉渣的熔化温度。如矿石中脉石多为二氧化硅，二氧化硅的熔点高达1983K，若加碱性熔剂石灰，与铁矿石，他们与二氧化硅作用生成铁钙硅酸盐，铁钙硅酸盐体系的熔点一般在1373K左右，由于加入碱性熔剂而使造渣温度从1983K降到1373K左右，因而就可以在较低的炉温下进行熔炼。（2）控制熔渣的粘度及密度一边有效地与金属分离，从而降低金属在渣中的损失，提高金属回收率。（3）使有害杂质造渣。