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泡沫渣增大了渣鋼的接觸界面，加速氧的傳遞和渣-鋼間的物化反應(yīng)，大大縮短了一護(hù)鋼的冶煉時間。在電弧爐中泡沫渣厚度一般要求是弧柱長度的25倍以上，電爐造泡沫渣的主要作用如下：
(1)可以采用長弧操作使電弧穩(wěn)定和屏蔽電弧，減少弧光對爐襯的熱輻射。傳統(tǒng)的電弧爐供電是采用大電流、低電壓的短弧操作，以減少電弧對爐襯熱輻射，減輕爐襯的熱負(fù)荷，提高爐襯的使用壽命。但是短弧操作功率因數(shù)低(cosφ=0.6~0.7)、電耗大大電流對電極材料要求高，或要求電極斷面尺寸大，所以電極消耗也大。為了加速爐料的熔化和升溫、縮短冶煉時間，向爐內(nèi)輸入功率不斷提高，實(shí)行所謂高功率、超高功率件電。如仍用短弧操作，則電流極大，使得電極材料無法滿足要求，所以高電壓長弧操作勢在必行。但是長弧操作使電弧不穩(wěn)及弧光對爐襯熱輻射嚴(yán)重，而泡沫渣能屏蔽電弧，減小了對爐襯的熱輻射;泡沫渣減輕了長弧操作時電弧的不穩(wěn)定性，直流電弧爐采用恒電流隨流電弧電壓波動很小，電極幾乎不動。
(2)長弧泡沫渣操作可以增加電爐輸入功率，提高功率因數(shù)和熱效率。資料和試驗(yàn)指出，在容量為80t、配以90MV·A變壓器的電弧爐，功率因數(shù)由0.63增至0.88，如不造泡沫渣，爐壁熱負(fù)荷將增加1倍以上，而造泡沫渣后熱負(fù)荷幾乎不變;泡沫渣埋弧可使電弧對熔池的熱效率從30%~40%提高到60%~70%;使用泡沫渣使?fàn)t壁熱負(fù)荷大大低，可節(jié)約補(bǔ)爐鎂砂50%以上和提高爐襯壽命20余爐。
(3)降低電耗、縮短冶煉時間、提高生產(chǎn)率。由于埋弧操作加速了鋼水升溫，縮短了冶煉時間，降低電耗。國內(nèi)某些廠100t電弧爐造泡沫渣后、1t鋼節(jié)電20~50kw·h,縮短冶煉時間30min/爐，提高生產(chǎn)率15%左右。由于吹氧脫碳及其氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量熱能，加人泡沫渣對電弧的屏蔽作用，吹氧攪拌迅速均勻鋼水溫度等方面的原因，噸鋼電耗明顯降低。據(jù)日本大同特鋼知多廠70t實(shí)測，冶煉各期電弧加熱效率如下:熔化期加熱 η=80%，熔化平靜鋼液面加熱η=40%，噴炭埋弧加熱η=70%?？梢姡捎寐窕娞吭炫菽姆绞?，將比傳統(tǒng)操作熱效率提高很多，將使熔體升溫速度快，冶煉時間縮短。同時，由于爐渣大量發(fā)泡，使鋼渣界面擴(kuò)大，有利于冶金反應(yīng)的進(jìn)行，也使冶煉時間縮短。再加上電弧爐功率因數(shù)的提高，使噸鋼電耗得以下降。100t普通功率電爐運(yùn)用泡沫冶煉技術(shù)后，每爐鋼的冶煉時間縮短了30min，并節(jié)電20~70kW·h/t。
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2021年12月28日
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