在轉爐煉鋼的吹煉過程中,當爐渣中分散的小氣泡的總體積超過爐渣本身的體積,并將爐渣鼓起,使渣層厚度大為增高的現象稱為爐渣泡沫化;此時的爐渣即為泡沫渣。在頂吹轉爐吹煉過程中,氧氣射流、CO氣泡與金屬液、爐渣相互撞擊并激烈混合,高度彌散的金屬小液滴和大量小氣泡分布在渣液中,形成高度彌散的乳濁液體系。泡沫化是由氣相一液相系統形成的,而乳濁化是液相一液相系統或有少量氣相形成的。頂吹轉爐內爐渣的泡沫化和乳濁化僅僅是理論上的區分,在生產實際中很難把二者區分開來;在大多數情況下,爐渣的乳化和泡沫化現象同時存在于爐渣中。形成適當泡沫化的爐渣是頂吹轉爐造渣的基本原則之一。正常的泡沫渣能減少噴濺和提高脫磷效率。
爐渣的乳化和泡沫化現象,在各個吹煉時期并不相同。它們與氧氣射流動能、供氧強度、槍位、脫碳速度、爐渣粘度和熔池溫度等有密切關系。在吹煉初期,渣中已含有相當數量的FeO,由于供氧和脫碳反應的作用,有氧氣射流和CO氣泡進入爐渣中,初期渣能形成較低程度的泡沫化。吹煉中期,由于脫碳反應的激烈進行,爐渣中氣體量最多,必然形成大量的泡沫,渣面上漲達到最高峰,渣面最高時期與熔池脫碳速度最大時期相一致。吹煉中期的泡沫渣可以分為正常泡沫渣、溢流或涌沖的過分發泡渣和返干渣(或稱癟渣)。爐渣過熱度過高或過低,甚至實際溫度不及其熔點,都會使爐渣發癟。所不同的是過熱度不合適時為稀渣,低于熔點時為干渣。爐渣的泡沫化和乳化程度應適當。泡沫化程度過高,能引起爐口溢渣和噴濺,增加吹損,降低爐子壽命,限制轉爐強化吹煉;爐渣泡沫化程度不足,出現返干渣,會延長吹煉時間,降低金屬液的脫硫和脫磷速度;無泡沫的爐渣,渣層薄,對爐氣的過濾作用減弱,爐氣帶走的金屬和煙塵增多,而且容易粘槍。在吹煉后期,由于脫碳反應速度降低,渣面隨之下降,此時,爐溫較高,只要不形成過高堿度的爐渣,一般不會產生嚴重的泡沫化現象。到吹煉終點時,提槍停氧,渣面自動降低,爐渣中的金屬液滴又回到金屬液中,氣泡則從爐渣中逸出。