本發(fā)明屬于鋼鐵冶金，涉及鋼渣改質(zhì)劑及其應(yīng)用技術(shù)，具體涉及一種硅鈣基精煉渣的制備方法和應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

1、目前實(shí)際生產(chǎn)中用于鋼水爐外精煉的渣劑種類較多，針對(duì)不同鋼種的需求，冶金工作者不斷開發(fā)并嘗試各種爐外精煉渣，總體來說主要包括以下幾類。

2、第一類，以石灰、鋁礬土、硅灰石、螢石造渣等為原料的合成渣；這類渣是將上述原料進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸ぬ幚砗?，進(jìn)行簡(jiǎn)單機(jī)械混合而成，由于該類渣原料幾乎全為“生料”，導(dǎo)致其成渣速率慢、雜質(zhì)含量高、渣料消耗高、能耗高，同時(shí)含氟也加重爐襯侵蝕和對(duì)環(huán)境的污染，不能很好的起到lf精煉造渣的目的，尤其在冶煉高級(jí)別鋼種時(shí)質(zhì)量合格率較低，成本高。

3、第二類，預(yù)熔合成渣，該類渣利用石灰石、白云石、硅灰石、螢石、鋁釩土等經(jīng)高溫熔融后獲得，主要組成為鋁酸鈣系列，該類渣料其熔點(diǎn)較低，脫硫、去夾雜能力強(qiáng)，但成本極高，同時(shí)渣料獲取過程環(huán)保壓力大。

4、第三類，以冶金廢棄渣為原料，進(jìn)行處理后的再生合成渣，如利用lf精煉渣經(jīng)脫硫后，利用其中含有的cao、sio2、al2o3和mgo組分在精煉過程中再利用，但該渣中的p、s等有害元素的多次循環(huán)使用會(huì)富集升高，cao、sio2、al2o3和mgo等組分的礦相結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，活度降低，嚴(yán)重影響其精煉效果，很難滿足高潔凈度鋼的生產(chǎn)需求；另外，廢棄冶金渣的回收處理過程能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重等也限制了其規(guī)模應(yīng)用。

5、第四類，以碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鈣和碳酸鎂混合物超細(xì)粉為主要原料，外加氧化鈣、氧化鎂的混合物+低熔點(diǎn)預(yù)熔渣+螢石等組成的精煉渣粉劑。利用碳酸鈣、碳酸鎂作為微小的氣泡的原位生成劑，可以在鋼水中引起超細(xì)氣泡以去除夾雜物。此外，此渣劑能夠在鋼液中迅速熔化形成渣滴并與鋼液中的al2o3夾雜物形成低熔點(diǎn)鈣鋁酸鹽，易于上浮到鋼包渣中，從而降低精煉產(chǎn)生的al2o3夾雜物的數(shù)量與尺寸。但依然存在氧化鈣或氧化鎂表層與硫或與al2o3反應(yīng)后，其產(chǎn)物包裹在氧化鈣或氧化鎂顆粒表面，阻礙其進(jìn)一步反應(yīng)，造成造渣料消耗高、效率低下；同時(shí)該渣料為超細(xì)粉狀料，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸及使用過程中，會(huì)造成粉塵污染和大量渣浪費(fèi)；添加的cao、mgo因?yàn)槌?xì)粉狀，極易吸水變質(zhì)，嚴(yán)重影響其使用性能。

6、“cn202410456200.1一種硅鎮(zhèn)靜鋼精煉渣造渣劑及其使用方法”提供了一種硅鎮(zhèn)靜鋼精煉渣造渣劑，包括鋁酸鈣、硅鐵粉和碳粉，且所述鋁酸鈣、硅鐵粉、碳粉的質(zhì)量比為(45～49)：(44～48)：(2～10)。優(yōu)點(diǎn)：能夠相對(duì)減少煉鋼過程中螢石的使用，同時(shí)降低形成的精煉渣的熔點(diǎn)，促進(jìn)lf精煉的造渣效率，獲得較快的化渣速率，在一定程度上節(jié)省時(shí)間，縮短冶煉周期，提高冶煉效率，并保障硫及鋼液潔凈度的控制。缺點(diǎn)：減少螢石量有限，采用硅鐵粉成本較高。

7、“cn114075619a一種無氟cao-sio2系精煉渣在煉鋼工藝中的造渣方法”公開了一種無氟cao-sio2系精煉渣在煉鋼工藝中的造渣方法。通過出鋼過程及出鋼后加入石灰和工業(yè)碳酸鈉作為造渣，控制爐渣成分cao?27～51％，sio225～32％，na2o?8～31％，爐渣堿度控制在1.1～1.6。優(yōu)點(diǎn)：無氟，對(duì)環(huán)保有利；缺點(diǎn)：使用工業(yè)碳酸鈉環(huán)境污染嚴(yán)重(碳酸鈉分解會(huì)產(chǎn)生大量粉塵)，鋼包耐火材料侵蝕嚴(yán)重，堿度偏低，控硫效果差。

8、“cn111926141a一種獲得cao-sio2-mgo系低熔點(diǎn)夾雜物的精煉渣”用于簾線鋼，精煉渣各組元的質(zhì)量百分比為mgo?15～25％，al2o3<3％,其余為cao和sio2，堿度0.7～1.0。優(yōu)點(diǎn)：可獲得低熔點(diǎn)cao-sio2-mgo系夾雜物，減少精煉渣對(duì)鋼包耐材的侵蝕。缺點(diǎn)：該精煉渣僅僅針對(duì)簾線鋼，其應(yīng)用范圍受限制，另外由于堿度偏低控硫能力差。

9、“cn202410608315.8一種鋁酸鈣合成渣及其制備方法及其應(yīng)用于高碳鋼的冶煉方法”公開了一種以鋁鎮(zhèn)靜鋼二次精煉過程產(chǎn)生的鋁酸鈣精煉渣為主要原料，通過破碎和機(jī)械混合少量的石灰、鋁礬土，形成具有穩(wěn)定化學(xué)組成和性能的鋁酸鈣合成渣。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了鋁鎮(zhèn)靜鋼精煉渣的二次利用，不僅大幅降低鋁酸鈣合成渣的生產(chǎn)成本，還減少鋼廠精煉廢渣排放。創(chuàng)造性的使用鋁酸鈣合成渣用于硅鎮(zhèn)靜鋼硬質(zhì)鋼絞線的精煉造渣，通過設(shè)計(jì)低熔點(diǎn)的cao-al2o3-sio2-mgo四元精煉渣系及其成渣方法，降低了精煉螢石的使用，解決了傳統(tǒng)合成渣生產(chǎn)成本較高、高碳鋼冶煉過程中螢石消耗高導(dǎo)致冶煉成本高、污染大的問題。缺點(diǎn)：p、s等有害元素的多次循環(huán)使用會(huì)富集升高，對(duì)鋼液造成污染；cao、sio2、al2o3和mgo等組分的礦相結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，活度降低，嚴(yán)重影響其精煉效果，很難滿足高潔凈度鋼的生產(chǎn)需求。

10、對(duì)于對(duì)b類夾雜要求嚴(yán)格的鋼種，如重軌、簾線用鋼等，此類鋼種要求嚴(yán)格控制鋼液中al的含量，因此，對(duì)渣中的al2o3也有一定要求，此類鋼種一般只能采用低al2o3的cao-sio2基渣系。但該渣系也同樣存在一些問題：1)脫硫能力差，為保障一定的脫硫能力一般需要添加石灰同時(shí)為保證脫硫效果需加入螢石助熔化渣；2)精煉控硫以后為避免高堿度渣造成b、d類夾雜超標(biāo)的問題，還需添加sio2組分(石英砂)調(diào)節(jié)堿度；3)造渣過程多采用“生料”，熔化成渣速度慢，往往還需添加螢石等化渣材料，考慮到螢石對(duì)環(huán)境的污染及其礦藏日益減少的情況，國(guó)外鋼鐵冶金行業(yè)基本未再或很少使用螢石，而國(guó)內(nèi)出于該方面的考慮，預(yù)計(jì)也會(huì)出臺(tái)相關(guān)的政策，限制或減少鋼鐵冶金行業(yè)對(duì)螢石的使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有精煉渣的制備和應(yīng)用成本高、控硫能力差、不能滿足高潔凈鋼或超潔凈鋼的生產(chǎn)需求，容易對(duì)環(huán)境造成不利影響的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明從成本、冶金效果、環(huán)保角度出發(fā)，結(jié)合第二、三類精煉渣的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種以礦熱爐冶煉含釩生鐵爐渣為主料的精煉造渣劑及應(yīng)用技術(shù)。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種硅鈣基精煉渣的制備方法，包括如下步驟：

4、a.礦熱爐爐渣球磨后磁選去鐵，使其tfe≤0.5％；

5、b.磁選去鐵后的礦熱爐爐渣通過氧化焙燒脫硫，使其最終硫≤0.1％；

6、c.將步驟b得到礦熱爐爐渣與硅渣、碳粉、粘結(jié)劑混合均勻，得到混合料；

7、d.將步驟c得到的混合料擠壓成球，經(jīng)晾曬及烘烤將精煉渣球水分降至2.5％以內(nèi)，得到硅鈣基精煉渣。

8、上述步驟a中，所述礦熱爐爐渣為含釩生鐵礦熱爐爐渣，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：cao?40～45％、sio238～42％、s?0.3～0.5％、mgo?4～9％、tfe?1～3％，其余為不可避免的微量雜質(zhì)。

9、上述步驟a中，球磨后礦熱爐爐渣的粒度≤1mm。

10、上述步驟b中，氧化焙燒的溫度為1100～1200℃，焙燒時(shí)間為1～2h。

11、上述步驟c中，至少滿足下列一項(xiàng)：

12、所述硅渣為工業(yè)硅礦熱爐硅渣，粒度≤3mm，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：金屬硅40～50％、sio250～60％，其余為不可避免的微量雜質(zhì)；

13、所述碳粉的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：碳≥98％，其余為雜質(zhì)元素；

14、所述粘結(jié)劑的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：膨潤(rùn)土45％、羧甲基纖維素鈉5％、425水泥30％、面精粉20％。

15、上述步驟c中，所述混合料中按質(zhì)量百分比計(jì)：礦熱爐爐渣占比65～75％、硅渣占比15～25％、碳粉占比5～10％、粘結(jié)劑占比1～2％。

16、上述步驟d中，精煉渣球的規(guī)格為20～40mm；經(jīng)過晾曬控制精煉渣球水分在7％以內(nèi)后烘烤；烘烤溫度為150～250℃，烘烤時(shí)間為4～6h。

17、第二方面，本發(fā)明提供由上述制備方法制得的硅鈣基精煉渣。

18、第三方面，本發(fā)明提供上述硅鈣基精煉渣的應(yīng)用方法，包括如下步驟：

19、a.轉(zhuǎn)爐出鋼過程混沖加入石灰3kg/t鋼，出鋼結(jié)束后按2kg/t鋼加入由上述制備方法制得的硅鈣基精煉渣至鋼液表面，然后軟吹3～5min；

20、b.lf進(jìn)站按2～3kg/t鋼加入硅鈣基精煉渣至鋼包渣表面，石灰3～5kg/t鋼加入鋼包渣表面，然后加熱化渣、脫硫，脫硫達(dá)到目標(biāo)后再次加入硅鈣基精煉渣1～2kg/t鋼進(jìn)行調(diào)渣處理，出站前軟吹≥7min。

21、上述應(yīng)用方法中，軟吹判定標(biāo)準(zhǔn)為：鋼包渣表面擾動(dòng)，鋼液翻面直徑≤20cm。

22、上述應(yīng)用方法步驟b中，脫硫時(shí)石灰加入量按lf進(jìn)站時(shí)硅鈣基精煉渣加入量的1.5～2.4倍控制，期間堿度cao/sio2按2.8～3.5控制；脫硫后通過加入硅鈣基精煉渣調(diào)節(jié)堿度為2.0～3.0。

23、本發(fā)明的有益效果是：原料簡(jiǎn)單且極易獲得，價(jià)格十分低廉(礦熱爐爐渣≤20元/t)，同時(shí)采用的礦熱爐爐渣以及工業(yè)硅渣均為二次資源，符合國(guó)家固廢利用政策，有利于緩解冶金固廢回收利用壓力；由于采用的均為預(yù)熔料，其在煉鋼過程熔化速度快，明顯優(yōu)于第一類全由生料的精煉渣，能達(dá)到第二類全預(yù)熔精煉渣的熔化效果；通過在精煉過程加入該鋼渣改質(zhì)劑，能快速成渣，有效改善渣態(tài)，同時(shí)降低鋼渣氧化性，有利于脫硫及鋼種夾雜的吸附去除。