低硅高純螢石球在不銹鋼冶煉中的應(yīng)用

趙鑫

摘 要：新型低硅高純螢石球改善了傳統(tǒng)工藝操作中螢石用量大，石灰用量多的特點，在一定程度上節(jié)約了生產(chǎn)成本，縮短了冶煉金屬的時間，同時脫硫效果顯著，并延長了爐襯的使用壽命。本文主要講解低硅高純螢石球的特征優(yōu)勢，以及其在不銹鋼冶煉中所發(fā)揮的重要作用。

關(guān)鍵詞：低硅高純螢石球；不銹鋼冶煉；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.041

0 引言

當(dāng)前我國的螢石用途十分廣泛。由于化工、冶金、建材三大行業(yè)的對螢石的需求不斷增大，市場是已呈現(xiàn)一種供不應(yīng)求的現(xiàn)狀，由此，利用工業(yè)廢料資源開發(fā)具有螢石特性的低硅高純螢石球?qū)τ诮鉀Q當(dāng)前現(xiàn)狀有著十分重要的作用，不僅可以滿足市場需求，同時也關(guān)乎著資源再利用、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略實施。通過與較普通的螢石礦冶煉不銹鋼的實驗表明，消耗量降低20%-30%，時間縮短0-15min，減少石灰用量0-10%，由此可知，發(fā)展新型工藝技術(shù)是我國發(fā)展所必須、所依賴的關(guān)鍵。

1 低硅高純螢石球的來源及特性

低硅高純螢石球作為一種新型開發(fā)研制的冶金金屬材料，是通過對低品位的螢石礦以及有色金屬礦等尾礦資源進(jìn)行處理，將這種低品位高雜質(zhì)且污染環(huán)境的工業(yè)廢棄物通過佛岡德宇螢石球有限公司新研發(fā)的工藝制作技術(shù)進(jìn)行加工處理，通過浮選方式將低品位的螢石塊、螢石粉（CaF2含量≤30%）和尾礦資源中的氟化鈣含量提升到80%，從而達(dá)到高品位的螢石浮選粉，并添加有機(jī)或無機(jī)結(jié)合劑進(jìn)行壓球處理，以便用于金屬冶煉和高爐除痼等。經(jīng)過多次的實驗和認(rèn)證，從而得到正確的處理工藝和配方，將低品位螢石資源轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺晃炇?，具有高?qiáng)度、雜質(zhì)少、質(zhì)量穩(wěn)定、粒度分布均勻且不易粉化等特點，在冶煉過程中能加快化渣速度，減少鋼水的污染程度，是不銹鋼冶煉的首選優(yōu)質(zhì)材料。同時在使用的過程的中大大減少了資源的浪費、尾礦資源的環(huán)境污染，以資源的有效利用換取經(jīng)濟(jì)的最大化效益，為冶金行業(yè)提供了優(yōu)質(zhì)的輔料。

2 螢石的應(yīng)用

2.1 螢石在冶金行業(yè)中的應(yīng)用

螢石所具有的主要特性是能降低難熔物質(zhì)的熔點，從而減少能源的浪費，還能促進(jìn)爐內(nèi)爐渣的流動，使得金屬和渣更加容易分離，能增強(qiáng)金屬的可鍛性、抗張強(qiáng)度等特點。螢石是作為一種助熔劑被廣泛運用于冶金行業(yè)中，并且可用于冶煉鋼鐵和有色金屬等。冶煉采用的螢石礦要求氟化鈣含量在65%以上，雜質(zhì)二氧化硅含量不大于32%，硫和磷的含量不高于0.3%和0.8%。

2.2 螢石在高爐冶煉中的應(yīng)用

螢石因其在高溫條件下熔點低、粘度低的特性，被應(yīng)用于高爐冶煉中。高爐冶煉過程中會產(chǎn)生爐缸堆積、爐墻結(jié)厚，氧化鋁含量高時會出現(xiàn)的流動性差等問題，因此需要加入螢石，通過降低熔點從而達(dá)到洗爐、化渣的作用，避免爐缸堵塞和流動性差等問題。有數(shù)據(jù)表明，加入螢石的高爐可以使渣的流動率增加10%—20%，脫硫系數(shù)增加6%-12%，螢石的加入量與爐中渣的含量成反比關(guān)系，這些參數(shù)反映著生產(chǎn)工藝的改善將帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 螢石在鐵水預(yù)處理中的應(yīng)用

螢石在鐵水預(yù)處理中多作為脫磷劑、脫硫劑，目前，我國每年要處理的鐵水脫硫預(yù)處理約為9000萬噸、脫磷預(yù)處理約為500萬噸，所消耗的螢石為6.5-9.3萬噸。由此可知我國每年在鐵水預(yù)處理中需投入使用大量螢石。對于金屬、不銹鋼、優(yōu)質(zhì)鋼的冶煉時，首先要經(jīng)過鐵水預(yù)處理過程，目的是為了去除某些有害成分或者用于回收有用的成分，主要工藝為鐵水爐外脫硫，近年來鐵水爐外脫磷和爐外脫硅的處理工藝也被不斷應(yīng)用和提升，用以簡化煉鋼工藝流程和煉鋼質(zhì)量，通過對高爐鐵水脫硅后，添加螢石或者石灰進(jìn)行脫磷，將溫度和熔渣堿度控制在合適的范圍，可將鐵水中磷含量去除90%以上，通常條件下在鐵水預(yù)處理脫硫時需加入螢石1-1.5kg/t，脫磷時需加入3-5kg/t.其次，在鐵水預(yù)處理過程中去除磷、硫較在高爐或轉(zhuǎn)爐中更加節(jié)省費用、經(jīng)濟(jì)合理。對于冶煉不銹鋼、優(yōu)質(zhì)鋼的過程中，要求鐵水中的硫含量小于0.005%，此過程要求采用深脫硫操作，應(yīng)用鈣基脫硫劑淺脫硫，再應(yīng)用碳化鈣深脫硫，從而負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4 螢石在煉鋼中的應(yīng)用

螢石在煉鋼過程中是作為一種助熔劑，將煉鋼過程中所產(chǎn)生的爐渣進(jìn)行熔化以避免產(chǎn)生液態(tài)金屬噴濺和爐渣噴濺現(xiàn)象，保證冶煉的順利進(jìn)行。螢石是能顯著降低爐渣熔點的礦物，并能迅速成渣。我國的鋼鐵含量需求量大，每年消耗螢石的產(chǎn)量很大，因此螢石的市場前景十分廣闊。

3 螢石球的應(yīng)用和前景

由于我國礦產(chǎn)資源的不斷開采，使得優(yōu)質(zhì)螢石資源匱乏，盡管當(dāng)前出臺了相應(yīng)的法律法規(guī)控制資源開采，但沒有從根本上解決資源短缺的問題，因此，導(dǎo)致了螢石價格的不斷提高，從而打開了高品位螢石球的開發(fā)市場，市場需求加速了新產(chǎn)品的開發(fā)推廣速度。螢石球的加工改善了螢石使用過程中所產(chǎn)生的氟危害，防止氟進(jìn)入水體，造成環(huán)境污染，其有害雜質(zhì)含量低、抗壓能力強(qiáng)、成分穩(wěn)定，冶煉時用量較螢石礦少，且熔渣速度快，具有十分好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的發(fā)展前景。可以完美的彌補(bǔ)螢石資源短缺問題并能實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的高效化。

4 螢石球在不銹鋼冶煉中的應(yīng)用

中國的不銹鋼產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速，產(chǎn)量大幅提升，成為了競爭力最大的消費市場。隨著產(chǎn)量的增加，不銹鋼冶煉技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，不論是在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼還是不銹鋼的工藝過程中，首先都要進(jìn)行鐵水預(yù)處理過程，過程中螢石作為脫硫劑、化渣劑、還原劑都有參與，已成為冶煉中必不可少的組成原料。通過實踐證明以低硅高純螢石球代替螢石礦進(jìn)行冶煉具有良好的效果，符合不銹鋼冶煉產(chǎn)品質(zhì)量的要求，氟化鈣對爐體耐火材料中螢石球在冶煉過程中受到的影響要小，且用量少，冶煉時間短，爐體壽命長。選擇優(yōu)質(zhì)的螢石球能為不銹鋼的冶煉提供優(yōu)質(zhì)輔料。

5 低硅高純螢石球的發(fā)展和應(yīng)用

低硅高純螢石球是通過將低品位的螢石塊、螢石粉和金屬礦共生礦等工業(yè)廢礦進(jìn)行處理，并通過有機(jī)或無機(jī)結(jié)合劑進(jìn)行壓縮，制成螢石球，客戶們可根據(jù)實際需求來選取適當(dāng)?shù)奶砑觿┮詽M足不同的冶煉需求。螢石球中含有的磷、硫含量很低，雜質(zhì)含量少。在不銹鋼冶煉中常采用無機(jī)螢石球，使用效果好，成本低，用量少。

6 完結(jié)語

當(dāng)前我國的冶金行業(yè)發(fā)展前景廣泛，不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，對于螢石的需求不斷提高，因此以低硅高純螢石球代替螢石的使用已成為將來行業(yè)發(fā)展的趨勢，其成效顯著，經(jīng)濟(jì)實用，同時也實現(xiàn)了資源利用的高效性。