1、用于高爐

①熔鐵脫硫

大型高爐的生產(chǎn)必須進(jìn)行熔鐵的脫硫。代表性的技術(shù)就是碳化物脫硫。碳化物的使用非常麻煩，價格昂貴，所以，作為替代物質(zhì)，開發(fā)出了石灰（CaO/氧化鈣）噴射脫硫。在石灰微型粉末的噴射過程中，盡管成本低廉，但是，與碳化物相比，脫硫率不高，處理時間增加了1倍。其主要原因是：脫硫通過CaO+S←→CaS+O進(jìn)行，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，但是此時多出1個游離的O，所以如果能去除游離的O，則反應(yīng)可以大大縮短時間繼續(xù)進(jìn)行。為此有人曾經(jīng)主張使用價格昂貴而且危險的金屬鋁粉，但是，在豐田哲夫先生的建議使用了鋁渣。由此誕生了氧化鈣+鋁(殘渣)脫硫的工藝技術(shù)。在該技術(shù)中，鋁渣作為冶金冶煉的功能劑，在使用領(lǐng)域具有重要意義，作為鋁渣的噴射，對電爐煉鋼產(chǎn)生了巨大的影響。

在儲物漏斗中，將各材料從下部混合并吹入混鐵車內(nèi)的熔鐵中進(jìn)行脫硫。通常，使用了碳化鈣（CaC2）與碳酸鈣（CaCO2）的混合物（8:2）。即使在現(xiàn)在，在含有極低硫的鋼的熔化、制造中，也在使用該混合物。最近，替代鋁渣30，使用更為廉價的鋁渣15（鋁含量大概15%）。技術(shù)效果如表1所示。

②抑制起泡噴射劑

轉(zhuǎn)爐冶煉中的熔鐵階段，實施脫硅（Si）、脫磷（P）、脫硫(S)處理。硅、磷因氧化被除去，同時，碳（C）也被氧化，生成一氧化碳等氣體。由于該氣體的存在，熔渣起泡，從容器中溢出，妨礙作業(yè)。在轉(zhuǎn)爐工藝中，氧氣吹煉引起脫碳，同時也生成一氧化碳?xì)怏w引起熔渣起泡，狀況劇烈時，會發(fā)生熔渣的噴射。這個好比，在煮面條時，開水起泡，在將要溢出時一旦加入少許涼水，該現(xiàn)象就消失了?？傊?，如果加入冷卻劑物質(zhì)即可，但是，不能隨便添加。冷卻劑物質(zhì)不能低于溶液的溫度，不能影響鋼的成分。截止1960年代，原木被大量用于轉(zhuǎn)爐，但是，考慮到資源問題，將木屑固化后的木棒被取而代之，之后，逐漸使用造紙殘渣的固化物、鋁渣的固化物等。在殘渣中，金屬鋁的含量比較大，促進(jìn)還原的氛圍，妨礙磷處理，所以，鋁含量在5%以下的物質(zhì)比較理想。在某個煉鐵公司，這些抑制劑每個月會用到數(shù)百到數(shù)千噸，日本全國每月將使用3000噸左右。

③熔鐵脫氧

在還原冶煉中，金屬鋁（骰子形、圓塊形等）被大量使用，除此以外，也使用鋁渣，被加入到轉(zhuǎn)爐、鋼包、鋼包精煉爐等。將鋁渣用于熔鐵脫氧時，如果采用噴射以外的方法，要求考慮到不易飛散的尺寸和重量。所以，在該領(lǐng)域使用時需要壓制成形品。在鋼鐵方面，鋁渣被大量使用，與使用金屬鋁塊相比，其凈含量的價格在后者的一半以下，這被視為主要原因。也就是說，若每公斤金屬鋁塊的價格為100時，對于鋁渣，比如含30%大概每公斤是10，即使換算（×3.3）為100%的鋁，價格非常低廉。相反，有報告指出，對于殘渣中的氮（氮化鋁），通過熔鐵脫氧，氮向鋼內(nèi)轉(zhuǎn)移，損害鋼的品質(zhì)，不用于低氮鋼，該領(lǐng)域的使用量發(fā)生了變化，并不穩(wěn)定。在氧化冶煉期間，氮發(fā)生分解，無不良影響。所以，在鋼鐵中使用殘渣時，預(yù)備處理工藝、熔化期間、氧化冶煉期間不受影響。

④熔鐵脫硫、減少介質(zhì)

1980年代，制鐵和冶煉的功能被細(xì)化，鋼包冶煉（LF）得到開發(fā)，在發(fā)達(dá)國家，該鋼包冶煉被引進(jìn)到電爐企業(yè)。在該鋼包冶煉中，具有將殘渣作為氧化鋁進(jìn)行使用的特征。在90年代，開始使用含氮量較低的殘渣。根據(jù)該方法，將100目以下的低級殘渣做成球狀或者圓盤狀，燒制4-6小時，將氮含量控制在0.5%以下，再用于鋼包冶煉工藝中，將該燒制物從上部投入，經(jīng)底部的吹氣口，將氬氣和氧化鈣粉末加入熔鐵中。憑借熔鐵的熱量，兩者融合以后生成鋁酸鈣（CA）。

2、在電爐中使用

①氧化冶煉期間使用

二十世紀(jì)八十年代，在日本國內(nèi)，電爐的作業(yè)技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，生產(chǎn)能力顯著提高，有的企業(yè)在單位時間內(nèi)的煉鋼產(chǎn)量達(dá)到了170-180t/h。其特征是大量使用氧氣以后，發(fā)生過氧化實施碳噴射。在該時期，鋁渣在氧化冶煉期間內(nèi)通過吹入法（鋁渣噴射）被投入使用。

鋁渣噴射技術(shù)在1983年確立，其成果由日本鋼鐵協(xié)會電爐分會發(fā)表。由于熔鐵中磷的成分上升、熔渣成分發(fā)生變化，導(dǎo)致電爐維護(hù)劑的標(biāo)準(zhǔn)用量上升，但是，優(yōu)點十分明顯，大多數(shù)電爐企業(yè)都引進(jìn)了該技術(shù)。在該時期，鋁渣的需求供不應(yīng)求。

②在電爐還原期間內(nèi)的使用狀況

在還原初期投入石灰以后，與合金鐵同時，按照標(biāo)準(zhǔn)加入鋁渣約2kg，接通可輸入的最大電流，時間為1-2分鐘，在熔鐵之前，將生成的熔渣放入鋼包，然后，一旦放入熔鐵，熔渣和熔鐵的攪拌效率更高，瞬間實現(xiàn)了還原期的冶煉，則出鐵冶煉成為可能。

從分析結(jié)果來看，通常，對于普通的鋼，可以采用該冶煉方法，通過使用鋁渣，在日本普通的冶鐵中，實際上，還原期的時間可以說為“0”，鋁渣能極大地促進(jìn)生成能力的提高。為了將該成果向發(fā)展中國家的電爐煉鋼中普及，1985年以后，中國的電爐工廠還保留著每天24小時3班倒的習(xí)慣，生產(chǎn)效率極低。在豐田哲夫先生的指導(dǎo)下1987-1992年，使用鋁渣縮短了還原期，取得的成果是，電力標(biāo)準(zhǔn)降低了296KWH/t，同時，大幅度縮短了時間。

1993年以后，主要在中國的電爐煉鋼過程中普及鋁渣技術(shù)。中國的電爐作業(yè)得到了改善，但是，仍處于日本20多年前的水平。在中國冶金工業(yè)部主辦的兩次“中日電爐實用技術(shù)交流會”上，對鋁渣的效果進(jìn)行了說明，在被指定的6家電爐工廠中，進(jìn)行了實際試驗。在還原期的時間方面，將20分鐘縮短為10分鐘，將10分鐘縮短為5分鐘。

③普通制塊用的發(fā)熱保溫劑

通過引進(jìn)連續(xù)鑄造，發(fā)熱保溫劑完成了其使命，但是，即使在發(fā)達(dá)國家，該保溫劑的用量也比較少，對于連續(xù)鑄造中無法鑄造的鋼種，該保溫劑還發(fā)揮著一些作用。在連續(xù)鑄造比例較低的發(fā)展中國家，該材料仍是不可或缺的。在發(fā)熱保溫劑中，其成分的80%左右是鋁渣粉末，在鋁渣粉末中添加氧化鐵和干燥的木屑等，混合后即可制作成功。對于通過大量能源和人工所得到的鋼產(chǎn)品的成品率，即使稍微得到提高，對企業(yè)改善收益也具有重要的作用。與發(fā)展中國家正在使用的保溫劑（稻殼做成的隔熱型產(chǎn)品）相比，成品率存在著2-3%的差。所以，在發(fā)展中國家，估計發(fā)熱保溫劑的作用最少可以持續(xù)10年。

3.總結(jié)

鋁渣除了在煉鋼工藝中直接使用以外，最近，作為資源再生尤其是金屬的還原劑，其作用非常大。最新的成果顯示，通常，可以分解處理含有0.22～43ng-TEQ/g、平均值為2ng～TEQ/g的電爐煉鋼粉塵中的二惡英。根據(jù)氟元素制度，作為氟化鈣（螢石）的替代物質(zhì)。