泡沫渣专题
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- 泡沫渣专题泡沫渣技术
林仰盛
（昆明市巨利达钢铁有限公司，云南 昆明）
摘要:随着电弧炉超高功率化的发展，电弧炉内衬受到电弧的辐射侵蚀随之增加，而适时地造泡沫渣，埋弧操作，可有效地保护炉衬。本文对泡沫渣的发泡原理，影响泡沫渣形成和稳定的因素，造泡沫渣的工艺过程，泡沫渣的衡量指标以及泡沫渣工艺的冶金效果进行了阐述与探讨。
关键字: 泡沫渣；原理；影响因素；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
随着超高功率电弧炉炼钢的崛起, 一些与之相配套的工艺技术也就应运而生。电弧炉泡沫渣治炼技术就是其中之一。
泡沫渣是一种有固定碱度范围的渣，它允许半埋弧操作，充足的CO逸出金属熔池使渣起泡，渣的碱度在1.8～2.3之间才可以形成泡沫渣。泡沫渣可包围弧光，提高电能的利用率，防止电弧对炉衬的辐射，提高炉衬寿命，同时还可防止钢液吸氮。
泡沫渣操作可大大缓解长弧操作带来的不稳定及输入炉内功率减少等问题，同时可缓解长电弧对炉衬的辐射热负荷，进一步降低耐火材料的损耗。因此，UHP电炉采用高功率因素长弧操作，必须辅助于泡沫渣操作技术。泡沫渣冶炼工艺在冶金行业推广应用将会取得显著效果。
2泡沫渣发泡原理
电炉冶炼的泡沫渣，一般是在熔化末期和氧化期形成的。通过钢中[C]、[O]反应生成的CO，或向炉渣中喷入一定粒度的焦炭粉并以氧气吹扫熔渣，反应生成的CO分散于渣中，使熔渣发泡，实现炉渣的泡沫化。
在电炉条件下，炉渣泡沫化的气体主要来源途径为以下几种。
（1）吹入的氧气与[C]作用，发生碳氧反应：
O2（g）＝ 2 [O] （1）
[C]+ [O] ＝ CO（g） （2）
（2） 渣中的不稳定氧化物与钢中的碳反应：
(FeO)+ [C] ＝ [Fe]+ CO（g） （3）
（3） 渣中的不稳定氧化物与渣中的碳反应：
(FeO)+ (C) (s) ＝ [Fe]+ CO（g） （4）
3造泡沫渣的工艺过程
3.1 造泡沫渣
造好泡沫渣的操作要点如下：
（1）适当提高炉料的配碳量，一般应比传统冶炼工艺高0.08%～0.12%；
（2）装料前，炉底或第一篮料加2%～ 4%的石灰和5～7 kg/t的氧化铁皮，保证熔清后炉渣的碱度在2.0左右，FeO含量在20%左右；同时，随料装入6～8 kg/t的碎焦块，以保证配碳量；
（3）炉底形成熔池后即可开始吹氧助熔，氧压为0.5 ～0.7 MPa；
（4）熔氧中期，氧压提高到0.7～1.0MPa，并不时向钢渣界面吹氧，使炉渣正常泡沫化，必要时，可向炉内加入适量的碳酸钙促使炉渣发泡；
（5）自动流渣后，应及时补加由50% ～85%的石灰和50%～15%的炭粉组成的泡沫渣渣料，保持炉渣的碱度和发泡能力；
（6）熔氧末期，向钢渣界面喷入4～6 kg/t的炭粉、碳化硅粉，维持炉渣的正常泡沫化；同时，采用高电压、大功率供电，埋弧升温。
3.2造泡沫渣应注意以下几点：
（1）常用的发泡剂有炭粉、碳化硅粉和碳酸盐等，要求干燥无杂，粉剂粒度小于3 mm；
（2）使用碳酸盐发泡时，用量不宜过大，防止其分解吸热使熔池温度下降过多，增加电耗；
（3）吹氧操作，要浅吹和深吹相结合并交替进行，过多的浅吹会导致熔池严重泡沫化而难以控制。
3.3良好泡沫渣的特征为：
（1）渣原料能迅速熔化成为黏度合适的液态，成为气泡液膜。当气体排出时形成的气泡能保持一定的时间，即成泡与气泡破裂时间在4～8 s。
（2）炉渣黏度要适宜，保证炉渣的良好流动性。既要防止黏度过大，影响冶金过程化学反应要求的碱度（比如脱磷反应的放渣操作）；也要避免炉渣过于稀，对炉衬的侵蚀加剧；还要保持一定数量的悬浮物质点，比如MgO颗粒、MgO·SiO2颗粒，稳定泡沫渣的化合物，满足保持泡沫渣的稳定性要求。
（3）渣中氧化铁在14%～20%之间，氧化铁含量能满足炉渣溶解需要的当量浓度。...
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