炼钢的基础理论概论
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总的来讲，温度升高，钢液密度降低，原因在于 原 子 间 距 增大 。 固体 纯 铁密 度 为 7880kg/m3 ， 1550℃时液态的密度为7040kg/m3，钢的变化与 纯铁类似。
钢液密度随温度的变化： ρ=8523-0.8358(T+273)
成分对钢液密度的影响： ρ1600℃=ρ01600℃-210[%C]-164[%Al]60[%Si]-550[%Cr]-7.5[%Mn] + 43[%W]+6[%Ni]
当[%C]≥0.40时，钢液的结构近似于γ-Fe排列，钢液密 度下降，钢的熔点也下降，故钢液的黏度随着碳含量的 增加继续下降。
Si、Mn、Ni使钢的熔点降低，Si、Mn、 Ni含量增加，钢液黏度降低，尤其含量很 高时，降低更显著。
但Ti、W、V、Mo、Cr含量增加则使钢液 的黏度增加，这些元素易生成高熔点、体 积大的各种碳化物。
各元素使纯铁熔点的降低可表示为：
1020 Mi
(1
) [%i]液
Mi为溶质元素i的原子量； [%i]液为元素i在液态铁中的质量百分数； K为分配系数，而K=[%i]固/[%i]液，（1-K）则 称为偏析系数。
计算钢的熔点经验式：
T熔=1538-90[%C]-28[%P]-40[%S]-17[%Ti]6.2[%Si]-2.6[%Cu]-1.7[%Mn]-2.9[%Ni]5.1[%Al]-1.3[%V]-1.5[%Mo]-1.8[%Cr] -1.7[%Co]-1.0[%W]-1300[%H]-90[%N]100[%B]-65[%O]-5[%Cl]-14[%As]
钢液中非金属夹杂物含量增加，钢液黏度增加， 流动性变差。
初期脱氧产物生成，夹杂物含量高，黏度增大， 夹杂物不断上浮或形成低熔点夹杂物，黏度又 下降。脱氧不良，钢液流动性一般不好。
常用流动性来表示钢液的黏稠状况，黏度的倒 数即为流体的流动性。
四、钢液的表面张力
钢液因原子或分子间距非常小，其间的吸引力较强，而且 钢液表面层和内部所引起的这种吸引力的变化是不同的。
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1.60
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6.52
6.43
二、钢的熔点
指钢完全转变成均一液体状态时的温度，或是冷凝时开 始析出固体的温度。钢的熔点是确定冶炼和浇铸温度的重 要参数，纯铁的熔点约为1538℃，当某元素溶入后，纯 铁原子之间的作用力减弱，铁的熔点就降低。降低的程度 取决于加入元素的浓度、原子量和凝固时该元素在熔体与 析出的固体之间的分配。
温度高于液相线50℃时，碳含量对钢液黏度的影响
当[%C]<0.15时，黏度随着碳含量的增加而大幅度下降， 主要原因是钢的密度随碳含量的增加而降低；
当0.15≤[%C]＜0.40时，黏度随碳含量的增加而增加， 原因是此时钢液中同时存在δ-Fe和γ-Fe两种结构，密度 是随碳含量的增加而增加，而且钢液中生成的Fe3C体积 较大；
钢液的表面张力 对新相的生成如CO气泡的产生，钢液凝固过程中结
晶核心的形成等有影响; 对相间反应，如脱氧产物的、夹杂物和气体从钢液中
排除，渣钢分离，钢液对耐火材料的侵蚀等也有影响。 影响钢液表面张力的因素很多，但主要有温度、钢液
成分及钢液的接触物。
钢液的表面张力是随着温度的升高而增大，原因之 一是温度升高时表面活性物质如C、O等热运动增 强，使钢液表面过剩浓度减少或浓度均匀化，从而 引起表面张力增大。
第二章 炼钢的基础理论
第一节 钢液的物理性质 第二节 熔渣的物理化学性质 第三节 硅、锰的氧化和还原反应 第四节 碳的氧化反应 第五节 钢液的脱硫 第六节 钢液的脱磷 第七节 钢液的去气 、去夹杂
第一节 钢液的物理性质
一、钢的密度 单位体积钢液所具有的质量，常用符号ρ表示，
单位通常用kg/m3。影响钢液密度的因素主要有 温度和钢液的化学成分。
铁碳熔体的密度（kg/m3）
[C] （%）
1500℃
1550℃
密度
1600℃
1650℃
1700℃
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纯铁液1600℃时黏度为0.0005Pa•s。
影响钢液黏度因素主要是温度和成分。温度 升高，黏度降低。钢液中的碳对黏度的影响非常大， 这主要是因为碳含量使钢的密度和熔点发生变化， 从而引起黏度的变化。
生产实践也表明，同一温度下，高碳钢的流动性 比低碳钢钢液的好。因此，一般在冶炼低碳钢中， 温度要控制得略高一些。碳含量对钢液黏度的影响 见下图。
黏度是指各种不同速度运动的液体各层之间所产生的 内摩擦力。通常将内摩擦系数或黏度系数称为黏度。
黏度表示形式
动力黏度，用符号µ表示；单位为Pa•s (N•s/m2， 1泊=0.1Pa•s)；
运动黏度，常用符号ν表示，即：
m2/s
钢液的黏度比正常熔渣的要小得多，1600℃ 时其值在0.002～0.003Pa•s;
内部每一质点所受到的吸引力的合力等于零，质点保持平 衡状态；
而表面层质点受内部质点的吸引力大于气体分子对表面层 质点的吸引力，这样表面层质点所受的吸引力不等于零， 且方向指向钢液内部。
这种使钢液表面产生自发缩小倾向的力称为钢 液的表面张力，用符号σ表示，单位为N/m。 实际上，钢液的表面张力就是指钢液和它的饱 和蒸气或空气界面之间的一种力。
或 T熔=1536-78[%C]-7.6[%Si]-4.9[%Mn]-
34[%P]-30[%S]-5.0[%Cu] -3.1[%Ni]1.3[%Cr]-3.6[%Al]-2.0[%Mo]-2.0[%V] -18[%Ti]
三、钢液的黏度
黏度是钢液的一个重要性质，它对冶炼温度参数的制 定、元素的扩散、非金属夹杂物的上浮和气体的去除以及 钢的凝固结晶都有很大影响。
钢液密度随温度的变化： ρ=8523-0.8358(T+273)
成分对钢液密度的影响： ρ1600℃=ρ01600℃-210[%C]-164[%Al]60[%Si]-550[%Cr]-7.5[%Mn] + 43[%W]+6[%Ni]
当[%C]≥0.40时，钢液的结构近似于γ-Fe排列，钢液密 度下降，钢的熔点也下降，故钢液的黏度随着碳含量的 增加继续下降。
Si、Mn、Ni使钢的熔点降低，Si、Mn、 Ni含量增加，钢液黏度降低，尤其含量很 高时，降低更显著。
但Ti、W、V、Mo、Cr含量增加则使钢液 的黏度增加，这些元素易生成高熔点、体 积大的各种碳化物。
各元素使纯铁熔点的降低可表示为：
1020 Mi
(1
) [%i]液
Mi为溶质元素i的原子量； [%i]液为元素i在液态铁中的质量百分数； K为分配系数，而K=[%i]固/[%i]液，（1-K）则 称为偏析系数。
计算钢的熔点经验式：
T熔=1538-90[%C]-28[%P]-40[%S]-17[%Ti]6.2[%Si]-2.6[%Cu]-1.7[%Mn]-2.9[%Ni]5.1[%Al]-1.3[%V]-1.5[%Mo]-1.8[%Cr] -1.7[%Co]-1.0[%W]-1300[%H]-90[%N]100[%B]-65[%O]-5[%Cl]-14[%As]
钢液中非金属夹杂物含量增加，钢液黏度增加， 流动性变差。
初期脱氧产物生成，夹杂物含量高，黏度增大， 夹杂物不断上浮或形成低熔点夹杂物，黏度又 下降。脱氧不良，钢液流动性一般不好。
常用流动性来表示钢液的黏稠状况，黏度的倒 数即为流体的流动性。
四、钢液的表面张力
钢液因原子或分子间距非常小，其间的吸引力较强，而且 钢液表面层和内部所引起的这种吸引力的变化是不同的。
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二、钢的熔点
指钢完全转变成均一液体状态时的温度，或是冷凝时开 始析出固体的温度。钢的熔点是确定冶炼和浇铸温度的重 要参数，纯铁的熔点约为1538℃，当某元素溶入后，纯 铁原子之间的作用力减弱，铁的熔点就降低。降低的程度 取决于加入元素的浓度、原子量和凝固时该元素在熔体与 析出的固体之间的分配。
温度高于液相线50℃时，碳含量对钢液黏度的影响
当[%C]<0.15时，黏度随着碳含量的增加而大幅度下降， 主要原因是钢的密度随碳含量的增加而降低；
当0.15≤[%C]＜0.40时，黏度随碳含量的增加而增加， 原因是此时钢液中同时存在δ-Fe和γ-Fe两种结构，密度 是随碳含量的增加而增加，而且钢液中生成的Fe3C体积 较大；
钢液的表面张力 对新相的生成如CO气泡的产生，钢液凝固过程中结
晶核心的形成等有影响; 对相间反应，如脱氧产物的、夹杂物和气体从钢液中
排除，渣钢分离，钢液对耐火材料的侵蚀等也有影响。 影响钢液表面张力的因素很多，但主要有温度、钢液
成分及钢液的接触物。
钢液的表面张力是随着温度的升高而增大，原因之 一是温度升高时表面活性物质如C、O等热运动增 强，使钢液表面过剩浓度减少或浓度均匀化，从而 引起表面张力增大。
第二章 炼钢的基础理论
第一节 钢液的物理性质 第二节 熔渣的物理化学性质 第三节 硅、锰的氧化和还原反应 第四节 碳的氧化反应 第五节 钢液的脱硫 第六节 钢液的脱磷 第七节 钢液的去气 、去夹杂
第一节 钢液的物理性质
一、钢的密度 单位体积钢液所具有的质量，常用符号ρ表示，
单位通常用kg/m3。影响钢液密度的因素主要有 温度和钢液的化学成分。
铁碳熔体的密度（kg/m3）
[C] （%）
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纯铁液1600℃时黏度为0.0005Pa•s。
影响钢液黏度因素主要是温度和成分。温度 升高，黏度降低。钢液中的碳对黏度的影响非常大， 这主要是因为碳含量使钢的密度和熔点发生变化， 从而引起黏度的变化。
生产实践也表明，同一温度下，高碳钢的流动性 比低碳钢钢液的好。因此，一般在冶炼低碳钢中， 温度要控制得略高一些。碳含量对钢液黏度的影响 见下图。
黏度是指各种不同速度运动的液体各层之间所产生的 内摩擦力。通常将内摩擦系数或黏度系数称为黏度。
黏度表示形式
动力黏度，用符号µ表示；单位为Pa•s (N•s/m2， 1泊=0.1Pa•s)；
运动黏度，常用符号ν表示，即：
m2/s
钢液的黏度比正常熔渣的要小得多，1600℃ 时其值在0.002～0.003Pa•s;
内部每一质点所受到的吸引力的合力等于零，质点保持平 衡状态；
而表面层质点受内部质点的吸引力大于气体分子对表面层 质点的吸引力，这样表面层质点所受的吸引力不等于零， 且方向指向钢液内部。
这种使钢液表面产生自发缩小倾向的力称为钢 液的表面张力，用符号σ表示，单位为N/m。 实际上，钢液的表面张力就是指钢液和它的饱 和蒸气或空气界面之间的一种力。
或 T熔=1536-78[%C]-7.6[%Si]-4.9[%Mn]-
34[%P]-30[%S]-5.0[%Cu] -3.1[%Ni]1.3[%Cr]-3.6[%Al]-2.0[%Mo]-2.0[%V] -18[%Ti]
三、钢液的黏度
黏度是钢液的一个重要性质，它对冶炼温度参数的制 定、元素的扩散、非金属夹杂物的上浮和气体的去除以及 钢的凝固结晶都有很大影响。