Entschwefelungstest von reinem Eisenstahlbarren durch Elektroschlackeschmelzen

Durch Versuche wurde festgestellt, dass der Kohlenstoffgehalt am Boden des Elektroschlackebarrens ansteigt, wenn der Kohlenstoffgehalt in der gereinigten Schlacke höher als 0.02% ist. Bei der Herstellung nach dem traditionellen Verfahren beträgt der Kohlenstoffgehalt in der gereinigten Schlacke etwa 0.07 %, und der Kohlenstoff stammt hauptsächlich aus Aluminiumoxidpulver (mit 0.06 % bis 0.08 % C). Wenn Graphitelektroden zum Schmelzen der Schlacke verwendet werden, wird außerdem die Kohlenstoffzunahme des Stahlbarrens verstärkt. Es wurde auch festgestellt, dass die Kohlenstoffzunahme von Elektroschlacke-Stahlbarren von unten nach oben allmählich abnimmt. Dies liegt daran, dass während des Schmelzprozesses ein Teil des C in der Schlacke in den Stahl diffundiert ist und ein Teil davon nach und nach verbrannt wird.

Die Qualität der OS-gereinigten Schlacke ist der Schlüssel zur Entschwefelung des Elektroschlackeprozesses. Gereinigte Schlacke wird im Allgemeinen mit Eisen-Aluminium-Stäben erschmolzen, um das im Fluorit eingebrachte SiO: zu reduzieren. Wenn der SiO:-Gehalt der fertigen Schlacke hoch ist (> 3 %), wird die Entschwefelungsfähigkeit der Schlacke schlecht. Die zurückgeführte Schlacke wurde analysiert und der Gesamtgehalt an instabilen Oxiden (FeO, SiO und MnO) in der Schlacke beträgt bis zu 20 % und die Schlacke ist schwarz. Zu diesem Zeitpunkt hat das Elektroschlackeverfahren keinen Entschwefelungseffekt und die Qualität des Stahlbarrens ist schlecht.

Bei der Elektroschlackeverhüttung ändert sich die Oxidation und Alkalität der Schlacke mit den Änderungen verschiedener Schmelzbedingungen, was die Entschwefelungswirkung beeinflusst, insbesondere wenn die Oxidation der Schlacke zunimmt, wird die Entschwefelungswirkung erheblich schlechter. Die Literatur geht davon aus, dass der hohe Gehalt an FeO und MnO in der Schlacke die Sauerstoffdurchlässigkeit für die Schlacke deutlich erhöht. Der kontinuierliche Anstieg des FeO-Gehalts in der Schlackephase führt zu einem Verbrennungsverlust an aktiven Elementen und Veränderungen in der Zusammensetzung von umgeschmolzenen Metallen und Schlacke.

Durch Produktionstests wurde festgestellt, dass der Hauptgrund für die erhöhte Oxidation von Schlacke während des Elektroschlacke-Schmelzprozesses darin besteht, dass auf der Oberfläche des Elektrodenrohlings Restoxidzunder vorhanden ist und dieser aufgrund von Witterungseinflüssen rostet. Die Oxidation der Elektrodenoberfläche wird unter Hochtemperaturbedingungen verstärkt. Im weiteren Verlauf dringen die Oxide auf der Elektrodenoberfläche weiterhin in die flüssige Schlacke ein, wodurch die Oxidation der Schlacke zunimmt.

In dem Experiment wurde auch festgestellt, dass die Oxidationsrate der Schlacke aus dem bipolaren Tandemprozess mit großen Barren schnell zunahm; der Aluminiumgehalt im YT01-Elektrodenrohling war niedrig, was der Kontrolle der Oxidation der Schlacke nicht förderlich war. Daher wird angenommen, dass der Oberflächenoxidzunder und der Rost der Elektrode und das Hochtemperaturoxid auf der Elektrodenoberfläche während des Schmelzprozesses die Hauptquellen für instabile Oxide in der Schlacke sind.

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