燃燒系統(tǒng)之電弧爐泡沫渣埋弧冶煉的實(shí)踐與探討
煉鋼電弧爐泡渣埋弧冶煉的實(shí)踐與探討肖連華崔寶民戴棟劉翠花（唐山鋼鐵公司）藝的實(shí)踐，闡述了該工藝技術(shù)在電弧爐煉鋼生產(chǎn)中的作用，具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。
1前言電弧爐采用泡沫渣埋弧的工藝技術(shù)有利于電弧燃燒時(shí)長弧埋弧操作，提高電爐熱效率、加快升溫、節(jié)約電能、延長爐蓋爐頂壽命、縮短冶煉時(shí)間等。因此，電弧爐泡沫渣埋弧冶煉技術(shù)早在20世紀(jì)70年代國際上己廣泛應(yīng)用。
目前我國大多數(shù)電弧爐屬于低功率、小容量電弧爐，設(shè)備裝備和冶煉工藝雙落后導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低下，成本高效益差，使許多廠家在市場競爭中頻臨倒閉。唐鋼電爐煉鋼廠作為普通功率電弧爐主要通過冶煉工藝系統(tǒng)優(yōu)化，將電弧爐泡沫渣埋弧技術(shù)作為電弧爐冶煉特長技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)低耗高效。
2泡渣形成的基本原理和條件2.1泡沫渣形成的基本原理泡沫渣是氣體分散在熔渣中形成的，當(dāng)熔渣的溫度、堿度、成分、表面張力、粘度、等條件適宜時(shí)會因氣體的作用而使熔渣發(fā)泡形成泡沫渣。影響爐渣發(fā)泡的好壞程度，主要取決于熔渣的組成物質(zhì)和促使熔渣發(fā)泡所需氣體來源兩因素。
形成渣、氣界面所要做的功表面張力匕S界面積ATp渣在鋼液液滴中停留時(shí)間B常數(shù)項(xiàng)0.熔渣液滴的初始含碳量，0%~金屬液滴半徑經(jīng)過多年來的實(shí)踐，我們總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)爐渣成分與發(fā)泡程度，發(fā)泡高度與O/Si比值的關(guān)系，用表示如下：顯示，在堿度為1或3附近時(shí)，隨w（FeO）加熔渣發(fā)泡程度減弱，只有在堿度接近2.0時(shí)FeO含量影響較??；顯示，發(fā)泡高度16）唐山鋼鐵公司電爐煉鋼廠隨渣中w（Si2）加而提高，但（O/SiX3.5時(shí)，隨渣中Si2加，發(fā)泡高度急劇漲（見）。
不少研究者也認(rèn)為：Si2能降低渣的表面張力，渣中Si2屬表面活性物質(zhì)，可加吸附膜的彈性和強(qiáng)度，故堿度升高不利于爐渣發(fā)泡。為渣中P2O5含量對泡沫渣高度的影響。我們通過實(shí)踐熔池①丨q+丨（產(chǎn)生（OP：稼）渣中粘度量界面張力（渣/氣）相界面溫度堿度堿度表面和界面張力界面張力熔池/渣）溫度2.2形成泡沫渣的條件w（MgO）含量應(yīng)保持在8%~12%，熔池w（C）30%~0.50%，不能含有硅等強(qiáng)脫氧元素，爐1581C，爐渣中（FeO）含量大約渣中MgO含量必須適中才能減輕對耐火材料浸20糸吹入氧氣形成持續(xù)沸產(chǎn)生iCO；爐渣中Publi蝕Mgo含少少具低爐渣流動性，無法形成泡。net泡沫渣使得電弧爐煉鋼熱效率加，升溫速度而且滿足氣相條件C/Cc2中思2的I含量。柯bli度快相應(yīng)冶煉時(shí)丨間縮短勞動生產(chǎn)"www.cnki.net沫渣；MgO含量過大，粘性大，也無法形成泡沫渣。
只有通過工藝的優(yōu)化，適當(dāng)加有利于泡沫渣形成和有利于泡沫渣發(fā)泡高度的成份，才能達(dá)到泡沫渣埋弧冶煉的實(shí)際效果。
3采用泡渣埋弧冶煉工藝技術(shù)的實(shí)踐3.1泡沫渣埋弧冶煉工藝原理電弧爐造泡沫渣工藝主要通過預(yù)先向爐內(nèi)加入一定渣料（組成、配比）并向鋼液中吹入氧氣，使渣中FeO含量加，并與鋼水C反應(yīng)生成大量CO氣體及過剩氧氣不斷從鋼液中進(jìn)入熔融渣層，形成氣泡而使?fàn)t渣泡沫化。吹氧脫碳反應(yīng)式：1/2即脫碳量為0.1%時(shí)，吹氧脫碳供熱于鋼水12225相當(dāng)于電能3.4kWh理論升溫值14.63.2冶煉設(shè)備主要參數(shù)表1唐鋼電爐冶煉設(shè)備主要參數(shù)爐座出鋼量爐殼直徑熔池直徑極心圓直徑變壓器容量/kVA3.3冶煉主要品種3.4冶煉工藝技術(shù)要點(diǎn)裝料前向爐內(nèi)裝入墊底石灰或石灰石，既滿足堿度的要求，促進(jìn)碳酸鈣的分解作用，發(fā)起熔池沸騰，又滿足氣相條件CO/CO2中C2含量；加入廢湯道磚，以提高熔渣的Al23和Si2含量；加入鐵礦石以提高熔渣FeO含量。數(shù)量配比為4：1：1，總量為裝入量的1%左右。視氧化期堿度情況（即鋼水流動性、泡沫化程度）添加石灰、廢湯道磚，加入總量為爐料數(shù)量的2%~3%.通過第一批料中配入生鐵或廢電極或碎焦末的配碳，按高于成品上限w（C）0.3%~0.5%配入，不僅提高熔渣中固體顆粒來達(dá)到提高粘熔清后取樣分析、測溫，吹氧升溫沸騰流渣，視脫碳情況、溫度情況調(diào)整吹氧壓力（0.6~0.8MPa）決定吹氧時(shí)間，10~15min脫碳0.2吹氧時(shí)采取兩根吹氧管交錯(cuò)吹氧或單根前后左右移動吹氧，吹氧位置在鋼渣界面以下100~200mm或熔池1/2處，吹氧角度30吹氧采用深吹和淺吹相結(jié)合。
~6kg加入螢石，調(diào)整爐渣流動性。
吹氧脫碳至符合其冶煉鋼種規(guī)程要求，取樣測溫，等熔池平靜后即可扒渣還原。
在渣量控制方面，可根據(jù)不同時(shí)期的電弧長度確定該時(shí)期泡沫化高度，以求既能有效節(jié)約造渣材料，又能滿足技術(shù)要求的操作。渣凝固后形成蜂窩孔狀，效果最好。應(yīng)按不同功率爐座制定合適泡沫渣厚度，以免造成造渣材料和能源的浪費(fèi)。
在供電制度方面，可根據(jù)不同的時(shí)期需要，采用不同的配電曲線，盡可能提高二次側(cè)電壓，適當(dāng)降低電流來達(dá)到長弧泡沫渣埋弧操作。
電力曲線的優(yōu)化，可使電爐在高功率條件下運(yùn)行，以保證長弧操作，最有效的利用電效率。
在溫度控制方面，熔池溫度應(yīng)保持在能保證沸騰和爐渣起泡范圍內(nèi)，過高和過低都達(dá)不到泡沫渣埋弧操作經(jīng)濟(jì)效果。
3.5加入發(fā)泡劑試驗(yàn)需要指出的是唐鋼試驗(yàn)加入了一種特殊組成的發(fā)泡劑XZ后，爐渣發(fā)泡高度在原來3倍以上，爐渣發(fā)泡能力強(qiáng)，埋弧冶煉效果更好，氧化時(shí)間縮短8min，電弧加熱效率由30%提高到60%，噸鋼節(jié)電20kWh左右。
4采用泡渣埋弧工藝冶煉效果4.1降低冶煉電耗4由于吹氧脫碳及其氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量熱能，加入泡沫渣對電弧的屏蔽作用，吹氧攪拌迅速均勻鋼水溫度等方面的原因，噸鋼電耗明顯降低。4.2縮短冶煉時(shí)間4.3有利于脫磷由于鋪底石灰提前加入及爐渣泡沫化程度高，流動性好且不斷吹氧攪拌鋼液爐渣，大大加了鋼渣接觸面積，極利于氧化渣脫磷反應(yīng)進(jìn)行。
唐鋼冶煉實(shí)踐證明，只有少數(shù)爐次熔清時(shí)分析磷在0.030%以上，一般來說，磷都能小于0.020表2采用泡沫渣埋弧冶煉新工藝與原工藝主要指標(biāo)對比項(xiàng)目冶煉電耗冶煉時(shí)間熔清磷扒渣磷綜合成本比較/元。廠1原工藝新工藝注：以上數(shù)據(jù)是50爐樣本的加權(quán)平均值。綜合成本比較是一個(gè)相對數(shù)。
5結(jié)論及今后努力的方向該工藝比原工藝噸鋼綜合成本降低21.08元，包括冶煉電耗降低，渣料的減少及勞動生產(chǎn)率的提高等方面。
該工藝只需掌握好渣料成分配比、配碳關(guān)系、吹氧技術(shù)及配電制度，不需加設(shè)備投資，簡易可行。
該工藝適用于不同功率和不同噸位電弧爐。
