泡沫渣

更新时间:2022-08-26 11:08

泡沫渣,在吹炼过程中,分散在熔渣中的小气泡的总体积,往往超过熔渣本身的体积。熔渣成为薄膜,将气泡包住并使其隔开,引起熔渣发泡膨胀,形成泡沫渣,如果能正确操作,避免或减轻熔渣的返干现象,就能控制合适的泡沫渣。

简介

定义

泡沫渣是指在不增大渣量的情况下,使炉渣呈很厚的泡沫状。

形成原因

在吹炼过程中,由于氧气流股对熔池的作用,产生了许多金属液滴。这些金属液滴落入炉渣后,与FeO作用生成大量的CO气泡,并分散于熔渣之中,形成了气-熔渣-金属密切混合的乳浊液。在正常情况下,泡沫渣的厚度经常有l~2m乃至3m。

由于炉内的乳化现象,大大发展了气-熔渣-金属的界面,加快了炉内化学反应速度,从而达到了良好的吹炼效果。若控制不当,由于严重的泡沫渣,也会导致事故。

影响泡沫渣形成的因素

氧气顶吹转炉吹炼过程中,泡沫渣中气体来源于供给炉内的氧气和碳氧化生成的CO气体,而且主要是CO气体。这些气体能否稳定的存在于熔渣中,还与熔渣的物理性质有关。

SiO2或P2O5都是表面活性物质,能够降低熔渣的表面张力,它们生成的吸附薄膜常常成为稳定泡沫的重要因素。但单独的SiO2或P2O5对稳定气泡的作用不大,若两者同时存在,效果最好。因为SiO2能增加薄膜的粘性,而P2O5能增加薄膜的弹性,这都会阻碍小气泡的聚合和破裂,有助于气泡稳定在熔渣中。FeO、Fe2O3和CaF2含量的增加也能降低熔渣的表面张力,有利于泡沫渣的形成。

另外,熔渣中固体悬浮物对稳定气泡也有一定作用。当熔渣中存在着2CaO·SiO2、3CaO·P2O5、CaO和MgO等固体微粒时,它们附着在小气泡表面上,能使气泡表面薄膜的韧性增强,粘性增大,也阻碍了小气泡的合并和破裂,从而使泡沫渣的稳定期延长。当熔渣中析出大量的固体颗粒时,气泡膜就变脆而破裂,熔渣就出现了返干现象。所以熔渣的粘度对熔渣的泡沫化有一定的影响,但也不是说熔渣越粘越利于泡沫化。另外,低温有利于熔渣泡沫的稳定。总之,影响熔渣泡沫化的因素是多方面的,不能单独强调某一方面,而应综合各方面因素加以分析。

控制

吹炼初期熔渣碱度低,并含有一定数量的FeO、SiO2、P2O5等,主要是这些物质的吸附作用稳定了气泡。

吹炼中期碳激烈氧化,产生大量的CO气体,由于熔渣碱度提高,形成了硅酸盐及磷酸盐等化合物,SiO2和P2O5的活度降低,SiO2和P2O5的吸附作用逐渐消失,稳定气泡主要靠固体悬浮微粒。此时如果能正确操作,避免或减轻熔渣的返干现象,就能控制合适的泡沫渣。

吹炼后期脱碳速度降低,只要熔渣碱度不过高,稳定泡沫的因素就大大减弱了,一般不会产生严重的泡沫渣。吹炼过程中氧压低,枪位过高,渣中TFe含量大量增加,使泡沫渣发展,严重的还会产生泡沫性喷溅或溢渣。相反,枪位过低,尤其是在碳氧化激烈的中期,TFe含量低,又会导致熔渣的返干而造成金属喷溅。所以,只有控制得当,才能够保持正常的泡沫渣。

泡沫渣对炼钢的影响

1、反应介质,参与去除钢中P、S、Si、等不需要的杂质。

2、覆盖钢液,防止钢液的吸气降温。

3、埋弧传热,防止电弧裸露对炉衬的高温辐射。

4、提高输入电能的速度,减少断弧的现象,减少热辐射损失。

5、冶炼过程中可以作为保护炉衬耐火材料的重要组成部分,减少渣线部位耐火材料被侵蚀的速度。

6、可以作为良好的夹杂物吸附剂。

7、防止或减少吹炼过程中铁及其氧化物的飞溅损失。

如何判断泡沫渣的好坏

良好的泡沫渣具有以下的特征:

1、炉渣的原料应该等够迅速的熔化成为粘度合适的液态,成为气泡的液膜,发泡指数在4.8s。

2、炉渣的粘度要适宜,保证炉渣的流动性。避免炉渣过稀,还要保持悬浮物质点。

3、渣中氧化铁在14%-20%之间,氧化铁含量能够满足炉渣溶解需求的当量浓度。

4、良好的泡沫渣,渣中的金属铁珠应该保持在一个合理的水平,炉渣没有乳化的特征。

影响泡沫渣质量的因素

1、碱度对泡沫渣的最主要的影响;

2、渣中氧化铁含量与泡沫渣质量的关系;

3、渣中氧化镁含量对泡沫渣质量的影响;

4、吹氧量对泡沫渣质量的影响;

5、温度对泡沫渣质量的影响;

6、喷吹炭粉对泡沫渣质量的影响;

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