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泡沫渣專題

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更新時間：2020-04-22
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泡沫渣專題泡沫渣技術

林仰盛
（昆明市巨利達鋼鐵有限公司，云南昆明）

摘要:隨著電弧爐超高功率化的發展，電弧爐內襯受到電弧的輻射侵蝕隨之增加，而適時地造泡沫渣，埋弧操作，可有效地保護爐襯。本文對泡沫渣的發泡原理，影響泡沫渣形成和穩定的因素，造泡沫渣的工藝過程，泡沫渣的衡量指標以及泡沫渣工藝的冶金效果進行了闡述與探討。
關鍵字: 泡沫渣；原理；影響因素；效果

The Technology of Foaming Slag

LIN Yang-sheng

(Kunming Julida Iron And Steel Company Limited,China)

Abstract: With the development of the EAF toward to ultra high power, the lining radiation attack increase. The foaming slag technology and the submerged-arc operation can save the lining from radiation attack. This paper trys to analyse and discuss the effect factors from the principle and the theory，the process about made, the measures and the metallurgical effects of foaming slag.
Key words: foaming slag； principle； effect factors；advantages
1前言
隨著超高功率電弧爐煉鋼的崛起, 一些與之相配套的工藝技術也就應運而生。電弧爐泡沫渣治煉技術就是其中之一。
泡沫渣是一種有固定堿度范圍的渣，它允許半埋弧操作，充足的CO逸出金屬熔池使渣起泡，渣的堿度在1.8～2.3之間才可以形成泡沫渣。泡沫渣可包圍弧光，提高電能的利用率，防止電弧對爐襯的輻射，提高爐襯壽命，同時還可防止鋼液吸氮。
泡沫渣操作可大大緩解長弧操作帶來的不穩定及輸入爐內功率減少等問題，同時可緩解長電弧對爐襯的輻射熱負荷，進一步降低耐火材料的損耗。因此，UHP電爐采用高功率因素長弧操作，必須輔助于泡沫渣操作技術。泡沫渣冶煉工藝在冶金行業推廣應用將會取得顯著效果。
2泡沫渣發泡原理
電爐冶煉的泡沫渣，一般是在熔化末期和氧化期形成的。通過鋼中[C]、[O]反應生成的CO，或向爐渣中噴入一定粒度的焦炭粉并以氧氣吹掃熔渣，反應生成的CO分散于渣中，使熔渣發泡，實現爐渣的泡沫化。
在電爐條件下，爐渣泡沫化的氣體主要來源途徑為以下幾種。
（1）吹入的氧氣與[C]作用，發生碳氧反應：
O2（g）＝ 2 [O] （1）
[C]+ [O] ＝ CO（g）（2）
（2）渣中的不穩定氧化物與鋼中的碳反應：
(FeO)+ [C] ＝ [Fe]+ CO（g）（3）
（3）渣中的不穩定氧化物與渣中的碳反應：
(FeO)+ (C) (s) ＝ [Fe]+ CO（g）（4）

3造泡沫渣的工藝過程
3.1 造泡沫渣
造好泡沫渣的操作要點如下：
（1）適當提高爐料的配碳量，一般應比傳統冶煉工藝高0.08%～0.12%；
（2）裝料前，爐底或第一籃料加2%～ 4%的石灰和5～7 kg/t的氧化鐵皮，保證熔清后爐渣的堿度在2.0左右，FeO含量在20%左右；同時，隨料裝入6～8 kg/t的碎焦塊，以保證配碳量；
（3）爐底形成熔池后即可開始吹氧助熔，氧壓為0.5 ～0.7 MPa；
（4）熔氧中期，氧壓提高到0.7～1.0MPa，并不時向鋼渣界面吹氧，使爐渣正常泡沫化，必要時，可向爐內加入適量的碳酸鈣促使爐渣發泡；
（5）自動流渣后，應及時補加由50% ～85%的石灰和50%～15%的炭粉組成的泡沫渣渣料，保持爐渣的堿度和發泡能力；
（6）熔氧末期，向鋼渣界面噴入4～6 kg/t的炭粉、碳化硅粉，維持爐渣的正常泡沫化；同時，采用高電壓、大功率供電，埋弧升溫。
3.2造泡沫渣應注意以下幾點：
（1）常用的發泡劑有炭粉、碳化硅粉和碳酸鹽等，要求干燥無雜，粉劑粒度小于3 mm；
（2）使用碳酸鹽發泡時，用量不宜過大，防止其分解吸熱使熔池溫度下降過多，增加電耗；
（3）吹氧操作，要淺吹和深吹相結合并交替進行，過多的淺吹會導致熔池嚴重泡沫化而難以控制。
3.3良好泡沫渣的特征為：
（1）渣原料能迅速熔化成為黏度合適的液態，成為氣泡液膜。當氣體排出時形成的氣泡能保持一定的時間，即成泡與氣泡破裂時間在4～8 s。
（2）爐渣黏度要適宜，保證爐渣的良好流動性。既要防止黏度過大，影響冶金過程化學反應要求的堿度（比如脫磷反應的放渣操作）；也要避免爐渣過于稀，對爐襯的侵蝕加��；還要保持一定數量的懸浮物質點，比如MgO顆粒、MgO·SiO2顆粒，穩定泡沫渣的化合物，滿足保持泡沫渣的穩定性要求。
（3）渣中氧化鐵在14%～20%之間，氧化鐵含量能滿足爐渣溶解需要的當量濃度。...

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