低硅高纯萤石球在不锈钢冶炼中的应用

王茂林

摘 要： 随着制造行业的发展，金属冶炼也实现了长足发展，其为制造行业提供了更加丰富的金属材料。作为金属冶炼的新型工艺之一，低硅高纯萤石球的应用使得萤石和石灰的应用量大幅下降，降低了生产成本，脱硫效果也更加明显，使炉衬使用寿命延长。基于此，本文就不锈钢冶炼中低硅高纯萤石球应用展开研究，首先对该工艺进行了介绍，其次对其应用进行深入分析，使其能够为金属冶炼提供更实际的参考。

关键词： 低硅高纯萤石球;不锈钢;冶炼应用

【中图分类号】TF764.1     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）04-0221-01

我国在化工、冶金等行业中都对萤石有着广泛的应用，日渐增加的萤石需求导致供不应求现象出现，為解决这种问题，行业开始开发低硅高纯萤石球，其是由工业废料资源中具备的萤石特性开发而来的，其不仅可以解决萤石市场供不应求的状况，同时也能够实现资源循环利用，对建设资源节约型和环境友好型社会有着积极的作用。根据实践得到，在不锈钢冶炼中应用这种材料，矿石消耗量、冶炼时间等都有不同程度的减少，对行业发展有着重要作用。

1 低硅高纯萤石球概述

低硅高纯萤石球属于新型冶金材料，其通过处理低品位的尾矿资源，利用萤石球工艺制作技术对高杂质、低品位工业废料进行加工处理，对萤石块、萤石粉、尾矿资源等通过浮选方式使其中的氟化钙含量上升，直到80%，进而得到高品质的萤石，并在其中加入结合剂，之后将其进行压球处理，得到萤石球用于冶金活动中。而经过反复的实验得到最佳配方以及工艺，使低品位萤石变成高品位萤石，其凭借着稳定的质量、较高的强度以及不易被粉化等优势，其在冶炼时可以提高化渣速度，降低钢水污染性，成为不锈钢冶炼材料之一[1]。而且，其在使用时能够节约资源，降低尾矿污染度，通过有效利用矿石资源得到最大经济效益，为冶金产业的发展奠定了基础。

2 冶金行业中萤石的应用

萤石能够使难溶物熔点降低，提高炉渣流动性，使渣和金属实现快速分离，在冶金行业中的应用十分广泛，其能够使冶炼迅速实现脱硫、脱磷，在钢铁、合金、化铁等工艺生产中应用。冶炼时，萤石中需要有超过65%的氟化钙，二氧化硅含量不大于32%，硫和磷含量要低于0.3%、0.08%。萤石凭借着低熔点、低粘度等优势在高炉炼铁、铁水预处理等不锈钢冶炼过程中有着广泛应用[2]。

2.1 高炉冶炼

在高炉冶炼中加入萤石，能够起到化渣洗鲁作用，使难溶物熔点降低，将炉墙结厚等清洗掉，提升炉渣流动性能，将高炉痼疾清除掉，进而提高脱硫率，降低渣中铁含量，提高产品质量。

2.2 铁水预处理

铁水预处理过程中，萤石一般用作脱硫剂和脱磷剂使用，当前我国每年需要脱硫处理的铁水超过9000万吨，脱磷处理的超过500万吨，因此其对萤石消耗量大约在6-9万吨。在进行冶炼时，需要通过铁水预处理去除其中的有害成本，工艺主要就是铁水炉外脱硫，而且随着脱硫和脱磷工艺水平的提升，炼钢流程和质量都得以简化，高炉脱硫后，加入萤石脱磷，控制好温度和碱度，去除铁水中超过90%的磷[3]。这种处理工艺下的脱磷、脱硫成本更低，经济效益更高。

2.3 炼钢

作为助溶剂，在炼钢时加入萤石能够使炉渣熔化，防止液态金属和炉渣发生喷溅现象，确保冶炼过程安全顺利。萤石在转炉以及电弧炉的炼钢活动中应用十分普遍，根据75%的萤石质量分数计算得到，其用量大约在2-3kg/t，炼钢时每年需要消耗65万吨萤石，也就说明，在冶金市场中，萤石前景广阔。

3 不锈钢冶炼中萤石球的应用及前景

我国作为发展最快和最大的不锈钢消费市场，不锈钢消费量每年超过2600万吨，不锈钢生产量超过2500万吨。近年来，我国不锈钢行业发展十分迅速，产量上升幅度大，2019年，我国不锈钢产量同比增长4.7%，达到2577万吨。而不锈钢产量的增加，也使得高品质不锈钢冶炼技术得到了较大的发展，不锈钢生产工艺也在不断完善，但是无论生产工艺怎样变化，都需要先处理铁水，对其进行脱硫、脱磷和脱碳，而这一系列的处理过程使用的脱硫剂和还原剂等结合剂中都需要萤石才能够实现，萤石作为不锈钢冶炼的重要原料，其不仅能够将碱性熔渣性能改善，同时也能够使炉渣碱度降低，使渣钢界面反应增强，具有较强的脱硫和脱磷作用，同时也能够减少冶炼时间，提升产品品质[4]。

铁水罐在冶炼时，不锈钢厂会在脱磷时使用低硅高纯萤石球，其相较于冶金级萤石而言，本身具有更高的萤石含量，且杂质少、粒度分布均匀等，冶炼时可以迅速熔渣，使冶炼时间缩短，有利于实现数字冶炼，是当前不锈钢冶炼的主要发展方向之一。相对于普通钢而言，不锈钢在产品特性和质量上的要求比较特殊，因此其生产冶炼工艺也有所不同，对萤石有着较高的质量要求。

低硅高纯萤石球是由低品位萤石块、金属尾矿和萤石粉等废料处理得到的，其通过结合剂压缩制成，客户可以依据实际需求在其中加入合适的添加剂，进而进行各种冶炼工作，萤石球本身的硫、磷等含量比较低，在不锈钢冶炼汇总使用无机萤石球效果更好，其成本和用料都比较低[5]。

结束语：冶金行业中，萤石应用十分普遍，其是一种助溶剂，在冶炼生产、铁水预处理和炼钢等活动中被广泛应用，其可以使熔渣流动性增强，将其中的硫、磷等杂质去掉，在现代冶金工业中发挥了重要的作用。而在不锈钢冶炼中应用低硅高纯萤石球，其能够降低萤石和石灰的使用量，且萤石球具有较好的脱硫脱硫效果，能够有效降低冶炼时间和生产成本，使炉衬寿命延长。由此可见，萤石球在冶炼行业中具有明显的应用优势，应用前景也十分广阔，已经成为未来冶炼行业发展趋势之一，具有较强的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 程立静，刘海霞，张小霞.磷肥副产氟硅酸制备高纯氢氟酸新工艺研究[J].河南化工，2019，036（008）：29-31.

[2] 石智峰，王容香.钼酸盐除硅技术在超高纯氧化钇生产工艺中的应用[J].稀有金属与硬质合金，2002（02）：23-24+36.

[3] 段建平.45tAOD精炼304不锈钢的造渣工艺实践[J].特殊钢，2015（05）：25-27.

[4] 雷学东，冯文甫，曹红波.铝镇静钢浇余渣在不锈钢冶炼中的应用研究[J].河北冶金，2015（1）：37-41.

[5] 陈壮夫.铬镍不锈钢的腐蚀率与硅含量关系的数学模型[J].钢铁研究总院学报，1984（02）：107-110.