[发明专利]不锈钢电炉发泡剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于不锈钢电炉冶炼技术领域，具体涉及不锈钢电炉发泡剂及其使用方法。

背景技术

目前电炉冶炼碳钢过程中造泡沫渣是一项广泛采用的技术，其通过制造的泡沫渣能大大提高电弧加热的热效率，并显著降低电弧对电炉炉衬的辐射热侵蚀，以及电极的损耗等均具有重要作用。然而，在不锈钢冶炼过程中，要造出良好的泡沫渣难度非常大，原因在于不锈钢电炉冶炼过程中吹氧主要会生成三氧化二铬而非氧化铁，三氧化二铬的存在不仅会有恶化炉渣流动性的风险，并且三氧化二铬与钢液中碳反应的速率大大低于氧化铁与钢液中碳的反应速率，这样导致推动炉渣发泡的气体非常少。

电炉冶炼不锈钢的泡沫渣技术主要包含了喷吹法、直接加入法，其目的是采用额外的技术手段创造更多的用来推动渣发泡的气源并改善渣的发泡性能。

喷吹法主要是在吹氧的同时喷吹氧化铁皮、碳粉、硅粉或发泡剂粉。喷吹氧化铁皮可起到一定的快速溶解石灰作用，渣中含一定量的氧化铁可改善渣的流动性以提高其发泡性能；喷吹碳粉到渣层可促使其与氧化物反应以释放渣发泡需要的气体；喷吹硅粉可促进渣中氧化铬的预还原，避免渣中三氧化二铬过高而导致渣过黏。喷吹法的缺点是喷吹的物料很难均匀弥散在渣层中，同时生成的CO气泡过多集中在渣层的上部，不能整体推动渣发泡，另外，喷吹的射流有一定的熄泡效应，不利于泡沫的稳定。

直接加入法是通过料仓或专有的加入设备向冶炼熔池加入发泡剂或发泡球。现有技术中主要是以石灰石、白云石、焦炭、氧化铁皮为主要原料的两种或多种原料组合而成发泡剂或发泡球。直接加入法的缺点是石灰石或白云石受热分解温度低，发泡速度快不能持续发泡；发泡剂或发泡球加入熔池后会停留在钢渣表面，产生的气体从钢渣表面逸出，发泡效果不好；发泡剂或发泡球的制备复杂。

专利CN104726636公开了一种电炉冶炼不锈钢发泡剂及其发泡方法。其发泡剂采用下述方法制备：Ⅰ、将石灰石、氧化铁皮、焦粉及水泥搅拌成混匀料：质量份石灰石40±5；氧化铁皮30±3；焦粉10；水泥15±1；Ⅱ、混匀料中加入质量份20±2的水成混和料；Ⅲ、混和料加入模型制砖，脱模成发泡剂块；Ⅳ、发泡剂块20℃±10℃养护不少于3天。发泡方法是电炉熔炼中加的造渣料熔化后，加入第一批发泡剂块，加入量为钢水质量的0.5％～0.6％，炉渣发泡后提高送电功率10％～30％送电；再加入第二批发泡剂块，加入量为钢水质量的0.5％～0.6％。该方法发泡剂制备方法复杂，且石灰石受热分解温度低，发泡速度快不能持续发泡；发泡剂加入熔池后会停留在钢渣表面，产生的气体从钢渣表面逸出，发泡效果不好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供密度大、发泡效果更好的不锈钢电炉发泡剂。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了不锈钢电炉发泡剂，该不锈钢电炉发泡剂由以下重量份的组分组成：碳粉6份、碳酸钙40～60份、碳酸镁10～20份、碳酸钡5～10份、三氧化二铝10～20份、氧化锰5～10份。

其中，上述不锈钢电炉发泡剂中，所述的碳粉、碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、三氧化二铝和氧化锰的粒度皆≤100mm。

其中，上述不锈钢电炉发泡剂中，将各组分按照配比混匀后装入钢管内。

其中，上述不锈钢电炉发泡剂中，将各组分按照配比混合后装入一端用钢筋封闭的钢管内，然后另一端用铁皮封闭。

本发明还提供了上述不锈钢电炉发泡剂的使用方法，包括如下步骤：

从电炉炉门分批持续加入不锈钢电炉发泡剂，保证炉渣持续发泡；在不锈钢电炉发泡剂加入后的炉渣发泡过程保持吹氧操作。

其中，上述方法中，当电炉冶炼不锈钢熔池基本形成且炉渣碱度1.8～2.0、氧化亚铁含量20～25％的液态炉渣形成后，从电炉炉门分批持续加入不锈钢电炉发泡剂。

其中，上述方法中，不锈钢电炉发泡剂的用量为5～10kg/t钢水。

本发明的有益效果：

本发明提供的不锈钢电炉发泡剂，其制备方法和使用方法简单，通过加入合适份数的碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡，控制发泡剂的气体产生速度，保证了持续长时间发泡；将碳粉加入量限定为6份，在提供气源同时避免了碳粉增碳导致冶炼再进行吹氧脱碳；三氧化二铝和氧化锰可降低炉渣熔点，提高炉渣流动性；采用钢管包装，可使发泡剂密度介于钢液和渣之间，保证加入发泡剂可下沉到炉渣底部，使气泡可从渣层底部推动渣持续发泡，同时避免粉末原料的损失，发泡效果优异。