[发明专利]一种基于电信号变化检测炉渣反应能力的系统

说明书

本发明公开了一种基于电信号变化检测炉渣反应能力的系统，属于冶金领域。本发明包括反应单元和电信号检测仪，反应单元包括周侧的绝缘板和底部的导电板，绝缘板和导电板围成用于容纳炉渣和氧化钙的反应槽，反应槽内设有电极，电极穿过绝缘板与电信号检测仪相连，导电板也与电信号检测仪相连。本发明克服现有技术中对氧化钙与炉渣反应性能检测的主观因素影响大、检测结果不准确的不足，采用将炉渣注入到氧化钙槽中，检测炉渣溶解一定厚度氧化钙所需的时间，通过物理信号变化判断反应到达设定位置，可以提高氧化钙溶于炉渣反应能力检测的准确性和检测效率。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，更具体地说，涉及一种基于电信号变化检测炉渣反应能力的系统。

背景技术

磷对于绝大多数钢种来说是有害元素，磷偏聚在晶界上会引起钢的低温脆性和回火脆性，还会降低钢的可焊性、抗裂纹性、抗腐蚀性，因此脱磷是炼钢过程的主要任务之一，在转炉以及铁水预处理脱磷过程中，使用最为广泛的脱磷剂是CaO系脱磷剂。在炼钢过程中，石灰与白云石等造渣材料溶解形成的CaO基炉渣主要用于脱磷脱硫，石灰的快速完全溶解对加快反应速率(尤其是脱磷反应)、减少造渣料消耗与渣量排放等有重要作用，但受石灰溶解速率的限制，炼钢炉渣中仍有部分石灰未溶解，造成脱磷效率低、渣量大等问题。近年来，为了降低转炉炼钢成本，许多钢铁企业开始采用双渣+留渣工艺冶炼，如何让石灰在低温渣(含P₂O₅)中快速溶解是实现高效脱磷难点之一。

通常转炉冶炼留渣后，加入新含磷铁水，然后加入石灰等含钙原料，之前留下的渣系中含有CaO，SiO₂，Fe₂O₃，P₂O₅，MgO，Al₂O₃等成分，新加入的CaO会逐渐被渣系中成分侵蚀，在氧化钙表层形成2CaO·SiO₂-3CaO·P₂O₅固熔体，然后铁水中P继续向渣中扩散，从而达到脱磷目的。然而，不同渣系会影响新氧化钙加入后的2CaO·SiO₂-3CaO·P₂O₅固熔体形成速率，从而决定了渣的脱磷能力。

目前在炉渣对氧化钙的反应性能的研究中，普遍采取将氧化钙添加到渣中观察溶解情况的方式，在文献《2CaO·SiO₂-3CaO·P₂O₅固熔体形成机理》(苏畅，于景坤，王洪章；东北大学学报(自然科学版)，2013，34(10)1434-1437)中提出检测方法是：先配制初渣样并装入刚玉坩埚中，然后放入加热炉中升温到预定温度，待炉渣充分熔化后，将预先压制好的CaO片插入炉渣中浸入一定时间后快速取出并空冷至室温；然后对样品进行研磨抛光，利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对试样进行观察和物相组成分析，观察反应界面，揭示了2CaO·SiO₂-3CaO·P₂O₅固熔体层的形成机理。文献《氧化钙颗粒在CaO-FeO-SiO₂-P₂O₅体系炉渣中的溶解行为》(夏云进，李孝攀，李杰等；过程工程学报，2017，17(05)1041-1046)中提出了将氧化钙颗粒加到CaO-FeO-SiO₂-P₂O₅体系炉渣中，研究不同时间对氧化钙溶解行为的影响，使用钢棒蘸取渣样，用氮气快速冷却，用树脂镶嵌打磨抛光后，用扫描电镜及能谱分析氧化钙的溶解情况；该实验方法需要对样品进行处理，然后通过扫描电镜观察氧化钙溶解反应情况，人为主观判断过程较多。

通过以上分析，现有技术虽然一定程度上能够检测氧化钙在渣中的溶解情况，但是，这些检测方法都是依靠实验者主观判断氧化钙被反应的情况，人为主观因素影响较大，不能快速、科学的检测出氧化钙在渣中的反应行为。

发明内容

1.发明要解决的技术问题