Рафинировочный шлак — критически важный, но часто недооцениваемый компонент вторичной металлургии. Состав шлакового слоя в ковше напрямую контролирует эффективность обессеривания, способность поглощения неметаллических включений и тепловую изоляцию расплава. Синтетические или предварительно смешанные рафинировочные шлаки предназначены для быстрого и стабильного формирования заданной химии шлака, устраняя вариабельность, возникающую при формировании шлака «на ходу» из отдельных сырьевых материалов.
Ключевыми compositional параметрами рафинировочного шлака являются основность (отношение CaO/SiO2), содержание глинозёма и насыщение оксидом магния. Диапазон основности 2,0-3,5 типичен для ковшевых технологий, ориентированных на обессеривание, причём более высокая основность обеспечивает большую сероёмкость, но требует тщательного управления текучестью шлака. Содержание глинозёма влияет как на вязкость шлака, так и на его способность поглощать глинозёмистые включения из стали, а насыщение MgO предотвращает разрушение огнеупоров шлаком. Предварительно смешанные рафинировочные шлаки разработаны для достижения этих параметров с начала ковшевой обработки, что означает, что обессеривание начинается немедленно, не дожидаясь установления равновесия шлака.
Текучесть — практический параметр, связывающий состав с эффективностью. Слишком вязкий шлак не будет эффективно перемешиваться со сталью при продувке аргоном, снижая как обессеривание, так и скорость удаления включений. Слишком текучий шлак может не обеспечить адекватную тепловую изоляцию и вызвать чрезмерный износ огнеупоров. Плавиковый шпат (CaF2) иногда добавляют в качестве флюса для регулировки текучести, но экологические и санитарные проблемы побудили многих производителей искать бесфлюоритовые составы шлаков, достигающие необходимой текучести за счёт оптимизированного баланса CaO-Al2O3-SiO2.
Для операций, совмещающих рафинировочный шлак с покровным материалом, важно различать эти две функции. Рафинировочный шлак — активный металлургический слой, взаимодействующий со сталью, в то время как покровный материал располагается сверху для обеспечения тепловой изоляции и предотвращения вторичного окисления воздухом. Использование одного продукта для обеих целей возможно для более простых марок стали, но для ответственных применений, таких как ультранизкосернистые или чистые стали, предпочтительно использование специализированных продуктов для каждого слоя. Предварительно смешанные рафинировочные шлаки, включающие покровный компонент, предлагают практический компромисс для операций, стремящихся упростить номенклатуру материалов.