中文摘要：

炉外处理已是钢铁生产中的重要工艺环节，但是其渣系中的氟化物对环境的污染和对耐材的侵蚀等的不利因素正日益突出。随着对炉外处理用渣量需求的增大和国家对绿色冶金的倡导，降低其渣中的氟化物，研究、开发新型低氟渣系已是十分重要。本项目主要是通过添加一定的氧化物来替代目前炉外处理渣系中的CaF2，并使非氟助熔剂在渣中起到与CaF2类似的冶金效果。通过相图计算确定低氟渣系的组成，再在实验室模拟炉外处理条件，结合矿物相结构分析、相图理论分析、差热分析、理论计算模型和热力学软件计算等方法，综合研究各种CaF2替代物在渣系中的冶金物理化学性能，得出低氟（或无氟）炉外处理渣的最优组成以及低氟渣系对耐火材料侵蚀的情况，最终实现炉外处理渣的低氟化应用，为有效减轻对设备的腐蚀和对环境的污染提供科学依据和相应的技术参数。

结论摘要：

炉外处理用渣多采用萤石作为助熔剂，萤石的主要成分是CaF2，因此，CaF2已成为精炼渣中的一个重要组分。然而，萤石存在着对环境的影响和对耐材的腐蚀两方面的负作用。随着环保要求的日益严格和优质萤石矿的日趋减少日益突出，降低炉外处理用渣中萤石使用量的研究日益受到关注和重视。本项目以现行含氟渣为依据，确定一种研究用基础渣，对基础渣进行成分优化研究，来降低现有精炼渣中CaF2的用量；再研究氟化钙的替代物，使精炼渣中氟化钙进一步降低，甚至无氟化。为了保证低氟/无氟精炼渣的冶金效果，本文对低氟/无氟精炼渣和铁水预处理低氟渣的熔化性能、脱硫性能、流动性能、起泡性能等相关物化性能和工艺性能进行了研究。研究结果表明，对于LF低氟/无氟精炼渣，确定基础渣成分为 55%CaO， 22%Al2O3，5%SiO2，8%MgO，10%CaF2。可通过适度调整基础渣中Al2O3和SiO2的含量以及B2O3/ Li2O 替代CaF2实现低氟或无氟化，同时渣系满足相应的物化性能和工艺性能。对于LF低氟精炼渣可采用成分优化方式或替代方式，其合适的低氟渣成分为55%CaO，28-32%Al2O3， 5-10%SiO2，8%MgO，0-4% /CaF2/B2O3/Li2O；对于LF无氟精炼渣，则其成分可为10~11% MgO，20% Al2O3，R=4~5，3% Li2O，经过成分优化的低氟/无氟精炼渣物化性能和工艺性能变化较小，可满足LF精炼对精炼渣的要求。而对于铁水预处理渣，综合渣系熔化性能和脱磷实验的结果，合适的铁水预处理脱磷渣渣系组成为39~41 %CaO，45~47 %Fe2O3，2%Na2CO3，4~6%Al2O3，6~8%B2O3，6~8%Li2O。