[发明专利]用于电弧炉冶炼不锈钢过程造泡沫渣的发泡球及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电炉冶炼不锈钢领域，涉及一种用于电炉冶炼不锈钢过程造泡沫渣的发泡球及制造方法。

背景技术

电弧炉炼钢过程主要依靠电弧加热，在冶炼过程中造泡沫渣可利用渣来包住电弧以更多地吸收电弧能量，减轻电弧向炉衬辐射，在实际应用过程中可取得降低电耗、耐火材料消耗等效果，由于电弧能量更多地进入了钢液和渣形成的熔池，熔炼速度可有所加快，冶炼周期相应可降低，提高了生产效率。

电弧炉冶炼造泡沫渣技术在电弧炉冶炼普碳钢及低合金钢时应用比较普遍，主要是依靠脱碳过程产生的CO气泡或喷碳粉参与反应后产生的CO作为气源，通过渣的成分来维持其发泡性，由于冶炼普碳钢及低合金钢时渣的流动性性较优，很容易起泡，所以生产上实现泡沫渣操作相对容易。

然而对于电炉冶炼不锈钢母液的过程，不锈钢中铬含量偏高，一般在11％以上，铬与氧具有很大的亲和力，冶炼过程所吹氧更容易与铬结合生成氧化铬，脱碳变的困难，产生的CO气泡量相对较少，而吹氧形成的氧化铬会进入渣中，当渣中氧化铬高于15％时，渣流动性能下降，甚至会变的很硬，其发泡性能下降。为了解决如上难题，在电弧炉冶炼不锈钢过程中造出泡沫渣，如下专利提出了相应的方法。

中国专利CN101096717提供了电炉加脱磷铁水冶炼不锈钢母液泡沫渣生成方法，在炉内熔池基本形成后喷吹碳粉，并根据渣的粘稠程度喷吹硅铁粉来降低渣中Cr₂O₃含量，以降低其粘度，由于喷吹碳粉过程很难控制碳粉穿透渣层又不进入钢液，大多数情况下，碳粉停留在渣层上部，产生的CO气体在渣层内的停留时间短，导致渣的发泡效果有限。与中国专利CN101096717类似，韩国专利KR20010017606(A)也提供了电炉冶炼不锈钢母液泡沫渣生成方法，在炉内熔池基本形成后喷吹碳粉产生CO来产生泡沫渣，并控制渣的碱度在1.3-1.4，由于CO气泡停留时间短，发泡效果同样有限。

美国专利US6228137(B1)提供了电炉冶炼不锈钢造泡沫渣的方法，在喷吹碳粉的同时喷吹金属氧化物，金属氧化物可与碳直接反应产生CO气体，然而此方法控制喷吹的难度很大，产生CO气体不易穿越渣层造出良好的泡沫渣。CN1180751提出加入金属氧化和碳制成的粉末，与US6228137(B1)类似。

韩国专利KR970005198(B1)提供了向渣中添加锰矿造泡沫渣的方法，锰矿的加入可以改善渣的发泡性，然而在不锈钢冶炼过程中，不锈钢冶炼造泡沫渣难的原因是缺少气源让渣起泡，本方法很难提供足够的气源保证渣发泡效果良好。

欧洲专利EP1087024(A1)提供用粉状干冰(即CO₂冰块)作为发泡剂来实现低合金钢和不锈钢冶炼过程造泡沫渣，然而干冰在高温熔池中释放气体太块，容易引发大的喷溅甚。

中国专利CN101096734提供了一种电弧炉冶炼不锈钢母液钢渣发泡剂，此发明发泡剂具有生石灰和白云石并配有Al₂O₃，生石灰和白云石分解后可生成造泡沫渣所需的气源，Al₂O₃可降低钢渣的熔点，由此来造不锈钢冶炼过程泡沫渣，然而石灰石和生白云石的加入会进一步提高渣的粘度，渣可能会硬化，同时石灰石和生白云石表层分解后，渣内SiO₂与CaO反应生成硬质层，导致石灰石和生白云石分解产生CO₂的速率缓慢，到冶炼结束时还不能有效地造出良好的泡沫渣。

专利WO2008095575A1(或MX2009008472(A))提供了一种在电炉冶炼高铬含量不锈钢过程针对高含量氧化铬渣造泡沫渣的方法，通过向电炉内加入由铁粉、碳(或碳加硅粉)、粘接剂组成的球团，其中铁粉为加重剂，保证球团沉淀到钢渣界面间，球团在熔化过程中，还原剂碳或硅粉被释放出来后与渣中氧化物反应，既还原了渣中氧化物，又能释放气体造出良好的泡沫渣，然而在渣中氧化铬含量很高的情况下，渣本身的发泡性能差，原渣中氧化铬的同时造泡沫渣很难取得令人满意的效果。