Серед хімічних властивостей шлаку найбільш важливе значення для розвитку сталеплавильних процесів мають основність і окислювальна здатність шлаку.
Основностьшлаку, що визначає надлишок основних оксидів над кислотними і має сенс лише для основних шлаків, характеризує здатність шлаку поглинати з металу сірку і фосфор.
Запропоновано декілька виразів основності шлаку. Найпростішим з них є ставлення масових концентрацій окису кальцію і кремнезему (% CaO) / (% SiO2). Виражена таким чином основність при всій простоті цього виразу досить виразно характеризує хімічні властивості шлаку, так як окис кальцію найбільш сильний основний оксид, а кремнезем, володіючи в шлаку чітко вираженими кислотними властивостями, серед кислих оксидів істотно переважає кількісно.
Вираз основності шлаку через ставлення (% CaO) / (% SiO2) знайшло широке застосування в практиці сталеплавильного виробництва. Воно виявляється часто достатнім і при виконанні дослідницьких робіт.
Запропоновано також вираження основності шлаку з урахуванням змісту пятиокиси фосфору. володіє різко вираженими кислотними властивостями шлаку. Ці вирази, однак, умовні, так як засновані на припущенні про освіту міцних і зовсім недіссоціірованних молекул силікатів і фосфатів. Для процесів металургії стали вони не мають особливого значення, так як шлаки електроплавкі містять мало P2 O5 навіть в окислювальний період.
Малюнок 1. Вплив основності шлаку на коефіцієнт розподілу вольфраму між металом і шлаком
З позицій сучасних уявлень про іонної структурі рідких шлаків таке хімічне властивість шлаку як основність, слід висловлювати через концентрацію іонів кисню. Однак наведене вище рівняння для визначення концентрації кисню умовно, так як воно може бути застосовано лише в разі, коли в шлаку не утворюється значна кількість складних комплексних аніонів, тобто для «досконалих іонних розчинів».
Хімічні властивості шлаку - окислювальна здатність
Окислювальна здатність шлаку характеризує швидкість передачі кисню металу і відповідно швидкість і можливу ступінь окислення домішок металевої ванни печі.
Лінії ізоактівностей закису заліза, не паралельні стороні (CaO + MgO) - (SiО2), т. Е. Ці ізоактівності не постійні при постійному утриманні (FeO). Для прийнятого змісту закису заліза в шлаку її активність змінюється, досягаючи максимуму при складах шлаку, що відповідають утворенню ортосіліката (Ca, Mg) 2 SiО4. Це відповідає основності, яка дорівнює 2, при вираженні її у вигляді (CaO + MgО) / (SiО2). При збільшенні або зменшенні основності активність закису заліза знижується внаслідок підвищення енергії зв'язку її з розплавом. При високій основності шлаку це є, мабуть, результатом освіти угруповань типу фериту кальцію (2CaO • Fe2 О3), а при низькій основності - угруповань типу силікатів.
Лише для кислих шлаків, що містять близько 40% і більше SiO2 і до 10% FeO, лінії ізоактівності закису заліза майже паралельні. Отже, при розрахунку розподілу кисню між металом і кислим шлаком можна користуватися концентраціями закису заліза в шлаку, а не активностями.