冶煉不銹鋼無氟電爐渣發(fā)泡劑的開發(fā)與應用研究.pdf

1、在煉鋼電弧爐中的泡沫渣可以遮蔽電弧，減少對爐襯耐火材料的熱輻射，降低耐火材料和電極的消耗，從而達到提高加熱效率、縮短冶煉時間和提高生產(chǎn)率的目標，目前已成為電弧爐煉鋼的主要節(jié)能技術之一。不銹鋼冶煉中，由于Cr的氧化優(yōu)先于Fe的氧化，渣中FeO含量較少，生成CO的量減少，這是不銹鋼冶煉中難以形成泡沫渣的主要原因。近年來，能夠通過熱分解產(chǎn)生氣體的發(fā)泡劑成為國內(nèi)外學者研究不銹鋼冶煉造泡沫渣的熱點。 本課題源于寶鋼股份公司不銹鋼分公司，針

2、對所生產(chǎn)的主要鋼種，首先對現(xiàn)場的爐渣采樣，進行化學成分分析和熔化特性、粘度、表面張力等物性測定，并得到了物性與成分的回歸方程。然后在實驗室對碳酸鹽和硝酸鹽類發(fā)泡劑進行模擬試驗研究，以確定發(fā)泡劑的優(yōu)化配方，最后通過工業(yè)性試驗，以驗證新型發(fā)泡劑在不繡鋼分公司現(xiàn)場應用的可行性和應用效果?？紤]到環(huán)保方面的要求，渣系中應限制CaF<,2>的含量，因此“無氟”是本課題所研究發(fā)泡劑的一大特點。 碳酸鹽型發(fā)泡劑的主要原料為白云石、石灰石和碳粉。

3、本研究把熔渣發(fā)泡看成是一個多因素影響的過程，在實驗室中頻感應爐上，采用L<,16>(4<'5>)正交表安排實驗，研究熔渣中MgO、Al<,2>O<,3>和Cr<,2>O<,3>含量以及堿度(CaO/SiO<,2>)等因素對發(fā)泡高度的影響。實驗結(jié)果表明：本研究的渣系中，各主要因素對爐渣發(fā)泡高度影響的顯著性次序為：堿度>Cr<,2>O<,3>％>MgO％>Al<,2>O<,3>％；模式識別分析中，各實驗樣本聚類現(xiàn)象明顯；通過在優(yōu)化區(qū)域內(nèi)設計

4、新樣本對發(fā)泡劑的成分進行了調(diào)整和優(yōu)化。硝酸鹽型發(fā)泡劑理論上可以提供更充足的氣源。與碳酸鹽發(fā)泡劑的研究相似，在實驗室條件下，采用“基渣+發(fā)泡劑”的模式對其發(fā)泡性能進行了探索性研究，實驗結(jié)果表明：各因素對發(fā)泡高度的影響顯著性次序為：發(fā)泡劑加入量>Cr<,2>O<,3>％>堿度>發(fā)泡劑與碳粉的比例；模式識別聚類情況良好。 針對不銹鋼分公司100t電爐生產(chǎn)工藝的具體情況，本研究選用碳酸鹽發(fā)泡劑，在實驗室配方優(yōu)化研究的基礎上進行了工業(yè)性試

5、驗。試驗結(jié)果表明：碳酸鹽型發(fā)泡劑在不銹鋼冶煉中具有明顯的發(fā)泡性能，現(xiàn)場實測的爐渣發(fā)泡高度可達到320～600mm。其發(fā)泡效果除了與加入量和爐渣成分的影響外，也與加料方式、發(fā)泡劑粒度等條件有關；在采用料倉加入的條件下，宜在料籃中加入一部分發(fā)泡劑，其余部分在兌鐵水前分2～3批加入，加入量遞減，以防止起泡滯后和熔化時間延長；在不致被除塵系統(tǒng)抽走的前提下，發(fā)泡劑的粒度應盡量減小，小粒度的發(fā)泡劑有利于迅速熔化和快速起泡。從長遠考慮，應采用噴吹方式