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电炉造泡沫渣的主要作用

2021-12-28 13:43:33      点击:

泡沫渣增大了渣钢的接触界面,加速氧的传递和渣-钢间的物化反应,大大缩短了一护钢的冶炼时间。在电弧炉中泡沫渣厚度一般要求是弧柱长度的25倍以上,电炉造泡沫渣的主要作用如下:
  (1)
可以采用长弧操作使电弧稳定和屏蔽电弧,减少弧光对炉衬的热辐射。传统的电弧炉供电是采用大电流、低电压的短弧操作,以减少电弧对炉衬热辐射,减轻炉衬的热负荷,提高炉衬的使用寿命。但是短弧操作功率因数低(cosφ=0.6~0.7)、电耗大大电流对电极材料要求高,或要求电极断面尺寸大,所以电极消耗也大。为了加速炉料的熔化和升温、缩短冶炼时间,向炉内输入功率不断提高,实行所谓高功率、超高功率件电。如仍用短弧操作,则电流极大,使得电极材料无法满足要求,所以高电压长弧操作势在必行。但是长弧操作使电弧不稳及弧光对炉衬热辐射严重,而泡沫渣能屏蔽电弧,减小了对炉衬的热辐射;泡沫渣减轻了长弧操作时电弧的不稳定性,直流电弧炉采用恒电流随流电弧电压波动很小,电极几乎不动。

(2)长弧泡沫渣操作可以增加电炉输入功率,提高功率因数和热效率。资料和试验指出,在容量为80t、配以90MV·A变压器的电弧炉,功率因数由0.63增至0.88,如不造泡沫渣,炉壁热负荷将增加1倍以上,而造泡沫渣后热负荷几乎不变;泡沫渣埋弧可使电弧对熔池的热效率从30%~40%提高到60%~70%;使用泡沫渣使炉壁热负荷大大低,可节约补炉镁砂50%以上和提高炉衬寿命20余炉。

  (3)降低电耗、缩短冶炼时间、提高生产率。由于埋弧操作加速了钢水升温,缩短了冶炼时间,降低电耗。国内某些厂100t电弧炉造泡沫渣后、1t钢节电20~50kw·h,缩短冶炼时间30min/炉,提高生产率15%左右。由于吹氧脱碳及其氧化反应产生大量热能,加人泡沫渣对电弧的屏蔽作用,吹氧搅拌迅速均匀钢水温度等方面的原因,吨钢电耗明显降低。据日本大同特钢知多厂70t实测,冶炼各期电弧加热效率如下:熔化期加热 η=80%,熔化平静钢液面加热η=40%,喷炭埋弧加热η=70%。可见,采用埋弧喷炭造泡沫渣的方式,将比传统操作热效率提高很多,将使熔体升温速度快,冶炼时间缩短。同时,由于炉渣大量发泡,使钢渣界面扩大,有利于冶金反应的进行,也使冶炼时间缩短。再加上电弧炉功率因数的提高,使吨钢电耗得以下降。100t普通功率电炉运用泡沫冶炼技术后,每炉钢的冶炼时间缩短了30min,并节电20~70kW·h/t

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