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泡沫渣在冶金过程中有着广泛的应用.近年来,伴随着超高功率和长弧操作等一系列电弧炉新技术的应用,泡沫渣埋弧冶炼工艺通过减少电弧的热辐射提高加热效率,使电弧炉炼钢有效地节能降耗.此外,泡沫渣工艺对提高钢水纯净度、降低电极消耗、保护炉衬和减轻弧光和噪音污染等方面也有一定效果.目前电弧炉冶炼普碳钢己普遍采用泡沫渣冶炼工艺,但这些工艺方法不适合冶炼不锈钢,主要原因在于冶炼不锈钢时炉渣中氧化铁的含量较少,不易与碳反应生成使炉渣发泡的一氧化碳气体.本课题针对电弧炉冶炼不锈钢时难于形成泡沫渣的问题,阐述了冶炼不锈钢时熔渣起泡的机理,测定并研究了炉渣化学成分和粘度、表面张力等物性对熔渣发泡性能的影响.熔渣的化学成分中,碱度、CaF<,2>、FeO、Al<,2>O<,3>、Cr<,2>O<,3>有利于熔渣发泡,而MgO则对熔渣发泡性能具有负面的影响.较大的粘度使气泡难于上浮和破裂,有利于提高熔渣的发泡性能;而表面张力和密度的作用正好相反,大的表面张力意味着形成气泡需要较多的表面能.另外熔渣中的固体悬浮颗粒也有助于提高泡沫液膜的强度和弹性,起到稳定泡沫渣的作用.熔渣发泡性能的实验是在2500Hz、容量为50Kg的中频感应炉上进行的.研究表明,形成泡沫渣的首要条件是熔渣内部有大量分散的气泡,冶炼不锈钢炉渣中的气体主要由碳酸盐的分解提供.为了取得更好的发泡效果,选取熔渣成分Al<,2>O<,3>、MgO、CaF<,2>和碱度四个量作为优化因素,分别取四个水平作正交试验.通过对实验结果进行方差分析和模式识别分析,找出发泡性能较好的成分组成.在本课题研究的冶炼不锈钢的渣系中,以上所选取的四个因素对炉渣发泡高度影响的显著性次序为:CaF<,2>>Al<,2>O<,3>>MgO>碱度.在该渣系中,当碱度在2.0左右,CaO(33.2﹪)-SiO<,2>(17﹪)-MgO(11.5﹪)-Al<,2>O<,3>(17﹪)-CaF<,2>(6.6﹪)为发泡性能最优的组分.本课题根据宝钢集团第三钢铁公司的30吨电弧炉冶炼不锈钢的具体情况,提出对发泡剂成分的改进意见.此外,针对现场采用在加废钢时一次性投入发泡剂的方法使泡沫渣不能持久的问题,提出采用喷吹方式加以改进的建议.