燃烧系统之电弧炉泡沫渣埋弧冶炼的实践与探讨
炼钢电弧炉泡渣埋弧冶炼的实践与探讨肖连华崔宝民戴栋刘翠花（唐山钢铁公司）艺的实践，阐述了该工艺技术在电弧炉炼钢生产中的作用，具有推广应用的价值。
1前言电弧炉采用泡沫渣埋弧的工艺技术有利于电弧燃烧时长弧埋弧操作，提高电炉热效率、加快升温、节约电能、延长炉盖炉顶寿命、缩短冶炼时间等。因此，电弧炉泡沫渣埋弧冶炼技术早在20世纪70年代国际上己广泛应用。
目前我国大多数电弧炉属于低功率、小容量电弧炉，设备装备和冶炼工艺双落后导致产品质量低下，成本高效益差，使许多厂家在市场竞争中频临倒闭。唐钢电炉炼钢厂作为普通功率电弧炉主要通过冶炼工艺系统优化，将电弧炉泡沫渣埋弧技术作为电弧炉冶炼特长技术实现产品的优质低耗高效。
2泡渣形成的基本原理和条件2.1泡沫渣形成的基本原理泡沫渣是气体分散在熔渣中形成的，当熔渣的温度、碱度、成分、表面张力、粘度、等条件适宜时会因气体的作用而使熔渣发泡形成泡沫渣。影响炉渣发泡的好坏程度，主要取决于熔渣的组成物质和促使熔渣发泡所需气体来源两因素。
形成渣、气界面所要做的功表面张力匕S界面积ATp渣在钢液液滴中停留时间B常数项0.熔渣液滴的初始含碳量，0%~金属液滴半径经过多年来的实践，我们总结积累经验，发现炉渣成分与发泡程度，发泡高度与O/Si比值的关系，用表示如下：显示，在碱度为1或3附近时，随w（FeO）加熔渣发泡程度减弱，只有在碱度接近2.0时FeO含量影响较小；显示，发泡高度16）唐山钢铁公司电炉炼钢厂随渣中w（Si2）加而提高，但（O/SiX3.5时，随渣中Si2加，发泡高度急剧涨（见）。
不少研究者也认为：Si2能降低渣的表面张力，渣中Si2属表面活性物质，可加吸附膜的弹性和强度，故碱度升高不利于炉渣发泡。为渣中P2O5含量对泡沫渣高度的影响。我们通过实践熔池①丨q+丨（产生（OP：稼）渣中粘度量界面张力（渣/气）相界面温度碱度碱度表面和界面张力界面张力熔池/渣）温度2.2形成泡沫渣的条件w（MgO）含量应保持在8%~12%，熔池w（C）30%~0.50%，不能含有硅等强脱氧元素，炉1581C，炉渣中（FeO）含量大约渣中MgO含量必须适中才能减轻对耐火材料浸20糸吹入氧气形成持续沸产生iCO；炉渣中Publi蚀Mgo含少少具低炉渣流动性，无法形成泡。net泡沫渣使得电弧炉炼钢热效率加，升温速度而且满足气相条件C/Cc2中思2的I含量。柯bli度快相应冶炼时丨间缩短劳动生产"www.cnki.net沫渣；MgO含量过大，粘性大，也无法形成泡沫渣。
只有通过工艺的优化，适当加有利于泡沫渣形成和有利于泡沫渣发泡高度的成份，才能达到泡沫渣埋弧冶炼的实际效果。
3采用泡渣埋弧冶炼工艺技术的实践3.1泡沫渣埋弧冶炼工艺原理电弧炉造泡沫渣工艺主要通过预先向炉内加入一定渣料（组成、配比）并向钢液中吹入氧气，使渣中FeO含量加，并与钢水C反应生成大量CO气体及过剩氧气不断从钢液中进入熔融渣层，形成气泡而使炉渣泡沫化。吹氧脱碳反应式：1/2即脱碳量为0.1%时，吹氧脱碳供热于钢水12225相当于电能3.4kWh理论升温值14.63.2冶炼设备主要参数表1唐钢电炉冶炼设备主要参数炉座出钢量炉壳直径熔池直径极心圆直径变压器容量/kVA3.3冶炼主要品种3.4冶炼工艺技术要点装料前向炉内装入垫底石灰或石灰石，既满足碱度的要求，促进碳酸钙的分解作用，发起熔池沸腾，又满足气相条件CO/CO2中C2含量；加入废汤道砖，以提高熔渣的Al23和Si2含量；加入铁矿石以提高熔渣FeO含量。数量配比为4：1：1，总量为装入量的1%左右。视氧化期碱度情况（即钢水流动性、泡沫化程度）添加石灰、废汤道砖，加入总量为炉料数量的2%~3%.通过第一批料中配入生铁或废电极或碎焦末的配碳，按高于成品上限w（C）0.3%~0.5%配入，不仅提高熔渣中固体颗粒来达到提高粘熔清后取样分析、测温，吹氧升温沸腾流渣，视脱碳情况、温度情况调整吹氧压力（0.6~0.8MPa）决定吹氧时间，10~15min脱碳0.2吹氧时采取两根吹氧管交错吹氧或单根前后左右移动吹氧，吹氧位置在钢渣界面以下100~200mm或熔池1/2处，吹氧角度30吹氧采用深吹和浅吹相结合。
~6kg加入萤石，调整炉渣流动性。
吹氧脱碳至符合其冶炼钢种规程要求，取样测温，等熔池平静后即可扒渣还原。
在渣量控制方面，可根据不同时期的电弧长度确定该时期泡沫化高度，以求既能有效节约造渣材料，又能满足技术要求的操作。渣凝固后形成蜂窝孔状，效果最好。应按不同功率炉座制定合适泡沫渣厚度，以免造成造渣材料和能源的浪费。
在供电制度方面，可根据不同的时期需要，采用不同的配电曲线，尽可能提高二次侧电压，适当降低电流来达到长弧泡沫渣埋弧操作。
电力曲线的优化，可使电炉在高功率条件下运行，以保证长弧操作，最有效的利用电效率。
在温度控制方面，熔池温度应保持在能保证沸腾和炉渣起泡范围内，过高和过低都达不到泡沫渣埋弧操作经济效果。
3.5加入发泡剂试验需要指出的是唐钢试验加入了一种特殊组成的发泡剂XZ后，炉渣发泡高度在原来3倍以上，炉渣发泡能力强，埋弧冶炼效果更好，氧化时间缩短8min，电弧加热效率由30%提高到60%，吨钢节电20kWh左右。
4采用泡渣埋弧工艺冶炼效果4.1降低冶炼电耗4由于吹氧脱碳及其氧化反应产生大量热能，加入泡沫渣对电弧的屏蔽作用，吹氧搅拌迅速均匀钢水温度等方面的原因，吨钢电耗明显降低。4.2缩短冶炼时间4.3有利于脱磷由于铺底石灰提前加入及炉渣泡沫化程度高，流动性好且不断吹氧搅拌钢液炉渣，大大加了钢渣接触面积，极利于氧化渣脱磷反应进行。
唐钢冶炼实践证明，只有少数炉次熔清时分析磷在0.030%以上，一般来说，磷都能小于0.020表2采用泡沫渣埋弧冶炼新工艺与原工艺主要指标对比项目冶炼电耗冶炼时间熔清磷扒渣磷综合成本比较/元。厂1原工艺新工艺注：以上数据是50炉样本的加权平均值。综合成本比较是一个相对数。
5结论及今后努力的方向该工艺比原工艺吨钢综合成本降低21.08元，包括冶炼电耗降低，渣料的减少及劳动生产率的提高等方面。
该工艺只需掌握好渣料成分配比、配碳关系、吹氧技术及配电制度，不需加设备投资，简易可行。
该工艺适用于不同功率和不同吨位电弧炉。
