為了綠色煉鋼,減少碳排放,目前全球大多數國家計劃從高爐-轉爐(BF-BOF)煉鋼流程轉變為直接還原鐵-電弧爐(DRI-EAF)煉鋼流程。因而,電弧爐(EAF)用堿性噴補料的消耗將增加。死燒鎂砂(DBM)是電弧爐用堿性噴補料的主要原料,但是死燒鎂砂大部分來自菱鎂礦,生產過程溫室氣體(CO2)排放量大。珉泰克(Minteq)公司采用一種新型天然礦物代替死燒鎂砂開發出一種新型電爐用熱噴補料,該產品化學組成及碳排放情況如表1所示,并與僅采用死燒鎂砂作原料的產品進行了對比。新型噴補料采用含有鎂橄欖石型天然耐火礦物替代死燒鎂砂,以減少產品的碳排放。從表1可以看出,與僅含死燒鎂砂的普通噴補料A相比,這種新型熱噴料可以減少約30%的溫室氣體排放。
表1 新型噴補料的化學組成和碳排放情況
產品 |
普通噴補料A |
新型噴補料B |
主要原料 |
死燒鎂砂 |
死燒鎂砂+其他天然礦物 |
w(MgO)/% |
88.6 |
74.9 |
w(CaO)/% |
1.8 |
1.8 |
w(SiO2)/% |
6.2 |
17.8 |
w(Fe2O3)/% |
1.8 |
3.8 |
w(Al2O3)/% |
0.9 |
0.6 |
碳排放指數*/% |
100 |
70.3 |
*以普通產品碳排放為100%
此外,機械和物理性能、熱化學侵蝕試驗表明,使用天然耐火礦物開發的新產品的性能與僅含死燒鎂砂的噴補料相當,甚至更好。研究表明,在1200~1600 ℃的溫度范圍內,新型噴補料比普通產品A表現出更高的高溫抗折強度和常溫耐壓強度,在1 600 ℃時,由于新型噴補料B中出現與鎂橄欖石形成有關的熱膨脹,顯氣孔率略高,但發現兩種產品的抗渣滲透性相似。