电弧炉车间里,最不起眼的黑色粉末往往决定一炉钢的生死。工业冶炼炭粉并非寻常炭黑,而是精选低灰烟煤或石油焦,经850℃缺氧干馏、球磨至200目后,再二次分级到D90<74μm的细粉。它看似轻飘,却能在炉膛里完成三项关键任务。
第一,升温。炭粉喷入电弧区后,与氧瞬间反应,释放瞬时热量,可把局部熔池温度拉高60℃以上,帮助废钢边缘提前熔化,缩短冶炼周期3~5分钟。第二,还原。FeO、Cr₂O₃等氧化物浮到渣面时,炭粉中的固定碳≥82%,活性高,可把渣中金属还原回收,吨钢提高收得率1.5kg左右。第三,发泡。炭粉与氧气反应生成CO微气泡,使渣层胀至原来两倍厚,包住电弧,热效率提升8%,同时降低电极消耗近10%。
为了兼顾这三点,炭粉指标被卡得极严:灰分≤7%,硫≤0.5%,挥发分稳定在12%~15%。灰分高会带入SiO₂、Al₂O₃,渣量暴涨;硫高则直接钻进钢水,后期脱硫代价巨大。挥发分太低,燃烧迟缓,升温滞后;太高又易产生黑烟,收尘器负荷加重。
运输环节也有讲究。炭粉用密封罐车进厂,氮封防止自燃;配料仓内保持40℃以下,避免挥发分逸散。喷吹管道以氮气为载体,速度控制在20m/s,既防堵又防回火。炉前师傅说得好:一撮黑粉,拿捏住的是火候,也是利润。