[发明专利]电弧炉全过程高效泡沫渣埋弧炼钢方法

说明书

本发明涉及一种电弧炉炼钢方法，特别是一种电弧炉泡沫渣埋弧炼钢方法。

近年来，国外电炉采用较高的二次电压、较小的电流，较高的功率因数（0.76-0.83）进行长电弧操作，提高了熔化速率，缩短了冶炼时间，提高了电炉生产率。但是，长电弧有较强的幅射能力，废钢熔清后，虽然水冷炉壁可承受，但对渣线附近的耐火材料有较大影响，从而降低炉衬寿命，降低了炉子热效率。因此，在熔化后期和精炼期，必须保持良好的泡沫渣操作，将电极埋入炉渣中，炉渣对弧光有了遮蔽作用，既保护了炉壁免受热幅射，提高了炉衬的使用寿命，又强化了熔池的热传导。

现有泡沫渣埋弧工艺是在装料时，采用单一的石灰或单一的石灰石，单一的焦炭块作垫底炉料。待炉料熔完后，在渣面覆炭吹氧，或用惰性气体作载体向熔池内喷入炭粉再吹氧，这样，在熔化期中则不易造泡沫渣，氧化期中泡沫不饱满并且持续时间短，渣子易返平，在穿井至氧未这一阶段中，不利于采用提高二次侧电压的长弧操作，造成功率因数低，热量损失大，冶炼时间长，另外，在还原期扒渣后新添加的渣料成渣速度慢，钢液易吸气，熔末钢样中磷、硫含量均偏高，不利于冶炼操作。

本发明的目的在于，在泡沫渣形成较差的熔化、氧化、还原期中，制造高效泡沫渣，实现炼钢全过程埋弧操作，缩短冶炼时间、降低电耗，减少钢中的有害气体和有害杂质，提高钢的质量及炉体、炉盖耐火材料的使用寿命。

本发明的技术构成是，在熔化、氧化、还原等三个时期中，均采用了泡沫渣埋弧作业，即本发明所述的全过程高效泡沫渣埋弧炼钢方法，采取在电弧炉整个冶炼过程中，以向电弧下方高温区供给具有脱磷、硫能力的复合发泡剂作垫底炉料，采用从炉门口投入，以及喷枪喷吹等供给复合发泡剂。

所述复合发泡剂是指由石灰石、生白云石、粘土砖、氧化铁皮、方解石粉、炭粒、炭粉、石灰以及碳化硅粉组合而成。其粒度范围分别为（mm）：石灰石①小于80，石灰石②小于10，生白云石小于10，粘土砖小于20，氧化铁皮小于10、方解石粉小于3，炭粒小于10，炭粉小于2，石灰小于70，碳化硅粉小于2。

用作垫底炉料的脱磷、硫的复合发泡剂，是选用零号发泡剂，用于从炉门投入的发泡剂是1号、3号、4号、发泡剂，用于喷枪喷吹的发泡剂为2号和5号。其使用方法，在熔化期中采用零号结合1号发泡剂，在氧化期中采用1号结合2号，在还原期中采用3号、4号、5号发泡剂。

所述各组复合发泡剂的组成和配比如下（均是重量%）：零号发泡剂：氧化铁皮40-15，石灰石30-80，炭块30-5。

1号发泡剂：石灰石20-50，生白云石20-0，粘土砖20-5，氧化铁皮0-15，炭粒30-0，炭粉10-30。

2号发泡剂：方解石粉0-100，炭粉100-0。

3号发泡剂：石灰10-80，石灰石50-15，粘土砖30-5，炭粉10-0。

4号发泡剂：炭粉0-100，碳化硅粉100-0，

5号发泡剂：炭粉0-100。

用作垫底炉料的零号发泡剂，由于在电极穿井过程中，CaCO₃得到快速分解，所生成的CaO活性高，成渣快。另外，CaCO₃的分解反应能引起熔池沸腾，改善了钢、渣界面的化学元素反应的动力学条件，有利于脱磷、脱硫，并且改善了钢液的传质，传热条件。

用作炉门投入的发泡剂，并用熔氧结合。根据不同时期的特点选用1号、3号、4号发泡剂。由于该组成均能显著降低熔渣的表面张力，提高渣的粘度，故有助于泡沫的形成。

用于喷枪喷吹的2号发泡剂，因采用向熔池深部喷吹，故不仅可以加速和助长泡沫渣的形成，而且还能进一步净化钢液，有利于钢中非金属夹杂物和有害气体氢、氮的排除。

增加助长、持续保持良好的泡沫渣的必要条件是：①熔池中要有足够的炭;②向熔渣提供足够的氧化剂（FeO、O₂、CO₂）;③保持熔渣适宜的碱度;④提高熔渣的粘度;⑤降低熔渣的表面张力;⑥提高温度。按本发明所提供的发泡剂及其使用方法，均满足了上述六个条件。因而，在电极穿井后，电弧较稳定，有利于采用长弧操作，降低了无功损耗，提高了功率因数及热效率。

下面以实施例进一步说明本发明的构成及其效果。

实施例1