专利名称：一种不锈钢电炉发泡剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及不锈钢冶炼技术，特别涉及一种不锈钢电炉发泡剂。
背景技术：
泡沫渣在冶金过程中有着广泛的应用。在冶炼过程中，当有气体进人熔渣内，被分 散成微小气泡而不再聚合时熔渣的体积膨胀，形成有分割膜隔开的、密集排列的蜂窝状气 孔结构并滞留一定时间，这种结构的渣称为泡沫渣。也就是在不增加渣量的前提下，使得熔 渣的厚度增加。在生成泡沫渣的情况下，电弧炉可采用高压长弧操作，提高电弧效率，保护 炉衬。对于一般钢种的冶炼，可采用喷吹氧气和碳粉生成CO的方法形成泡沫渣，其原理 为O2 = 2
[Fe] +
= (FeO)(FeO)+C = CO+[Fe]钢液中的铁和氧反应生成氧化铁并进入炉渣中，炉渣的氧化铁和碳粉发生还原反 应生成CO气体，CO气体在上浮的过程中，形成蜂窝装气孔结构，使得渣的体积显著增大，高 度增加，从而形成泡沫渣。但在不锈钢生产中，由于钢液中的铬化学性质较铁活泼，易被氧化成氧化铬从而 造成渣中的氧化铁含量较低而氧化铬含量较高，此外，氧化期为了减少Cr的氧化，采取低 水平的吹氧量，而且氧化铬的还原动力学条件差，仅靠加碳粉这种方法难以形成稳定的泡 沫渣。如有钢厂采用EAF+A0D+LF+CC的工艺路线生产不锈钢，EBT电炉使用了熔渣自身 的分解以及与C的反应生成气体，使得熔渣发泡形成泡沫渣的方法，采用进料时加入发泡 剂。但由于采用熔渣自身的分解，导致消耗了部分电能，经济效益并不十分明显。并且，采 用EBT电炉，虽留钢留渣操作缩短了冶炼时间，但限制了生产品种，转换钢种困难。而且，起 泡时间短，渣量大，使用出钢槽方式出钢，能耗比EBT更高，经济效益较差。对于电弧炉不锈钢发泡剂的运用，在确保炉渣厚度的前提下，如何降低能耗是困 惑不锈钢生产企业的一个难题。早在2000年左右，印度某钢铁企业已采用不锈钢发泡剂进行闭炉初炼不锈钢，但 其配方为企业的技术诀窍，保密并不转让。中国专利申请号CN200610028552. 9公开了 “电弧炉冶炼不锈钢母液钢渣发泡剂 “，其成分重量百分比为石灰石20 60% ；白云石20 50% ；Al2O3:10 40% ；碳粉 5 20 %。但采用以上成分进行操作时由于采用熔渣自身的分解，全部由白云石来提供CO 来发泡，这必然导致消耗了部分电能，经济效益并不十分明显且反应发生时间长，且释放CO 气泡为瞬间释放这造成了泡沫稳定时间短。
发明内容
本发明的目的是开发一种不锈钢电炉发泡剂，适用出钢槽式电弧炉，提高电炉能 源利用率，也提高了不锈钢中的金属收得率，同时电炉除尘灰的使用也是资源再利用，具有 明显的环保意义。为达到上述目的，本发明的技术方案是一种不锈钢电炉发泡剂，其成分重量百分比为电炉除尘灰40 乂 45%
硅粉12 ^ 15%
碳粉18 ^ 21%
工业碱1. 5 ‘ 2. 5%
白云石10 ^ 12%
石灰石10 ^ 12%
工业盐1. 5 ‘U。由于不锈钢的特性，在冶炼时要造泡沫渣，一方面要通过熔渣的自身分解以及和 碳的反应生成C0，使得熔渣发泡形成泡沫渣；另一方面增加渣中的氧化铁含量同时控制渣 中的氧化铬过多生成同时将前期生成的氧化铬通过硅粉还原出。发泡原理如下CaCO3 = Ca0+C02MgCO3 = Mg0+C02C02+C = 2C02Cr203+3Si = 3Si02+4CrO2 = 2
[Fe] +
= (FeO)(FeO)+C = CO+[Fe]在本发明技术方案中1.除尘灰其成分大致为氧化铁90%、氧化铬6%、镍3%、石灰；除尘灰为工业废弃物， 重新利用到生产中，则既环保节能，且可利用除尘灰中的合金元素，增加渣中的氧化铁含 量，增加CO的生产量。2.硅粉硅粉还原渣中的氧化铬，提高金属的收得率降低配料成本，且铬的减少使渣的粘 度下降渣易发泡。3.碳粉碳粉一方面和氧化铁反应生成一氧化碳，另一方面可以和碳酸盐分解生产的二氧 化碳反应生产一氧化碳，增加气体量；另外，碳粉作为表面活性物质可以增加液膜的强度和弹性，使液膜难以破裂，从而 延长了液膜的寿命，提高了泡沫的稳定性。4.白云石和石灰石因为此两种元素作为发泡的补充，提高CO的生产量。进一步提高泡沫渣的质量。 并提高渣的碱度，避免由于硅粉的加入造成渣碱度过低对电炉炉衬过度损伤。碱度过低造成渣粘度很低，生产的气泡上浮过快这样无法保证渣气泡的稳定性。5.工业碱和工业盐含有钠离子可降低渣的熔点，如渣的熔点高不易有粉状转化为熔融装，造成气泡 生产的时间也将相对滞后，也需要多的电能将发泡剂转变为熔融态。在不锈钢冶炼时，如要保证发泡效果好，则必须控制碱度，当碱度高时，渣中会析 出硅酸二钙和方镁石等二次固相颗粒，这些固相颗粒作为表面活性物质，使得熔渣的表观 粘度增加，而气泡的上浮速度与粘度成反比，粘度越高，气泡上浮越困难，将有利于泡沫渣 的形成，所以碱度必须控制，碱度控制还主要是在冶炼过程中补加石灰和硅球来控制，通过 计算炉内加硅量和发泡剂的含硅量和炉内补加石灰量和石灰石来调整碱度控制在1左右。本发明解决了出钢槽式电弧炉冶炼不锈钢的炉渣泡沫化问题，提高电弧利用率， 缩短了冶炼时间，提高了生产效率，高效廉价的生产不锈钢。本发明的有益效果1.炉渣发泡高度达到400mm，将电极弧光完全包裹，提高了电弧效率，保护炉衬， 缩短冶炼时间15分钟；炉龄从原来的120炉提高到现在的180炉。2.由于发泡剂的作用明显，电效率提升，初炼钢水电耗由490kWh/t降至450kWh/t。3.由于发泡剂中的硅粉还原效果好，不锈钢中Cr收得率由93. 32 %提高到 96. 95%，提高了 Cr 收得率 3. 63%。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。采用EAF+A0D的冶炼工艺，进一次料一通电一进二次料(同时加石灰150kg，硅球 200kg —电耗至12000Kwh吹氧助熔一当料基本熔清后喷不锈钢发泡剂一电耗至16500kwh 取样测温一钢水温度到1640度拉渣出钢。 发泡剂具体实施例参见表1。表1单位重量百分比
权利要求
1. 一种不锈钢电炉发泡剂，其成分重量百分比为电炉除尘灰40 )45%硅粉12 ^ 15%碳粉18 ^ 21%工业碱1. 5 , 2. 5%白云石10 )12%石灰石10 )12%工业盐1. 5 ‘U。
全文摘要
一种不锈钢电炉发泡剂，其成分重量百分比为电炉除尘灰40～45％、硅粉12～15％、碳粉18～21％、工业碱1.5～2.5％、白云石10～12％、石灰石10～12％、工业盐1.5～2.5％。本发明不锈钢电炉发泡剂适用出钢槽式电弧炉，提高电炉能源利用率，也提高了不锈钢中的金属收得率，同时电炉除尘灰的使用也是资源再利用，具有明显的环保意义。
文档编号C21C5/52GK102094107SQ20091020025
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者刘军占, 廖俊, 朱信国, 杨金明, 罗晓青, 罗辉 申请人:宝山钢铁股份有限公司