專利名稱：用線鋸硅泥生產(chǎn)鋼包渣改質(zhì)劑用于低氧高碳鋼的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能級(jí)硅生產(chǎn)過程中固態(tài)線鋸硅泥的回收再利用領(lǐng)域及熔融態(tài)下鐵類合金的處理小類，用渣或熔劑作為處理劑領(lǐng)域，更準(zhǔn)確的說是一種利用線鋸硅泥生產(chǎn)鋼包渣改質(zhì)劑用于低氧高碳鋼的工藝。背景技術(shù)：
近10年來全球太陽能產(chǎn)業(yè)每年以30%的速度增長(zhǎng)，其中90%以上的太陽能材料主要由硅材料制成，特別是多晶硅，因此全球?qū)璧男枨罅颗c日俱增。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2008年以來中國(guó)硅材料產(chǎn)能已穩(wěn)居世界第一。目前我國(guó)太陽能電池片普遍采用多鋸配合砂漿切割生產(chǎn)，線切割過程中通常要用到聚乙二醇作為切割液、碳化硅顆粒作為研磨劑，同時(shí)會(huì)伴有大量的硅泥漿產(chǎn)生。硅泥漿由切割液、碳化硅、硅粉及金屬雜質(zhì)等組成。將硅泥漿中的切割液 與固體成分分離后，可以得到由硅、碳化硅及金屬雜質(zhì)組成的固態(tài)線鋸硅泥。鋼水從轉(zhuǎn)爐或電爐等初煉爐出鋼進(jìn)入鋼包時(shí)，需對(duì)鋼水進(jìn)行脫氧、脫硫、去除夾雜物等處理，以提高鋼的純凈度，滿足用戶的質(zhì)量要求。目前，鋼水用到的脫氧主要用碳粉、硅鐵粉、電石、鋁粒、碳化硅粉。這些脫氧劑是用工具拋進(jìn)鋼包中，在拋入過程會(huì)產(chǎn)生大量煙塵，工作環(huán)境惡劣，工作量大。本發(fā)明專利過利用工業(yè)廢棄物線鋸硅泥的處理來制備鋼包改質(zhì)劑。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)線鋸硅泥的回收再利用，本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)用線鋸硅泥生產(chǎn)鋼包渣改質(zhì)，將其運(yùn)用于生產(chǎn)低氧高碳的鋼種。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是用線鋸硅泥生產(chǎn)鋼包渣改質(zhì)劑用于低氧高碳鋼的工藝，將線鋸硅泥與氧化鈣和螢石按質(zhì)量比混合，線鋸硅泥40 60% ;氧化鈣30 40% ;螢石10 20%，加入玻璃水混合均勻，然后壓制成球，經(jīng)干燥即得成品。其技術(shù)關(guān)鍵在于運(yùn)用固體線鋸硅泥中的硅單質(zhì)和碳化硅進(jìn)行脫氧增碳，所用固態(tài)硅泥成分如下
固體線鋸硅泥的化學(xué)成份含量(重量％)為Si彡40%, SiC彡40%, Fe ( 20% ；
當(dāng)這種改質(zhì)劑在出鋼后加入鋼包中，由于物料具有很好的流動(dòng)性，因而能迅速在鋼水表面形成覆蓋層；在精煉期中，改質(zhì)劑參與鋼渣的脫氧反應(yīng)
Si + 2feO—Si02 + 2fe(I)
Sic+FeO ^FeSI+ CO(2)
上述反應(yīng)中產(chǎn)生的CO進(jìn)入氣相中。少部分5C與鋼液反應(yīng)，致使鋼液增碳
SiC+Fe ^ FeSz+C(3)本發(fā)明的有益效果是一、氧含量降低、碳含量增高，特別適用于冶煉低氧高碳鋼種；二、反應(yīng)產(chǎn)生的碳是增碳的主要來源，且有很好的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件；三、原料是工業(yè)廢棄物其成本低；四、無需添加其他脫氧劑，亦可成為很好的還原劑，具有成本優(yōu)勢(shì)。(三)具體實(shí)施方法
用線鋸硅泥生產(chǎn)鋼包渣改質(zhì)劑用于低氧高碳鋼的工藝。將固體線鋸硅泥與氧化鈣和螢石按比例混合，固體線鋸硅泥40 60% ;氧化鈣30 40% ;螢石10 20%，加入玻璃水混合均勻，然后壓制成球，經(jīng)干燥即得成品。上述原材料按各種原材料的化學(xué)式成份的組份含量重量百分化分別為
固體線鋸硅泥Si≥40%, SiC≥40%, Fe ≤ 20% ；
氧化鈣CaO ≥ 95%, SiO2 ≤ 2%, S ≤ 0. 05%, P ≤ 0. 01% ；
螢石粉=CaF2 ≥ 98%, SiO2 ≤ 1%，S ≤ 0. 05%, P ≤ 0. 03% ；
一種制備上述鋼包改質(zhì)劑的方法，其包括以下步驟
(I)線鋸硅泥漿的固液分離
把線鋸硅泥漿水洗清除切削液，過濾、烘干，得到Si彡40%, SiC彡40%, Fe ( 20%的固體線鋸硅泥。(2)造球
把步驟(I)得到的固體線鋸硅泥40 60% ;氧化鈣30 40% ;螢石10 20%，加入玻璃水混合均勻，然后壓制成球。(3)將步驟(2)得到的顆粒在20(T300°C條件下烘干5小時(shí)，篩分2mm彡粒徑d ^ IOmm 備用。本發(fā)明利用的工業(yè)廢棄物固體線鋸硅泥不僅可以節(jié)約生產(chǎn)成本，還減少能量消耗及環(huán)境污染，有助于實(shí)現(xiàn)硅工業(yè)及冶金工業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。例1:
對(duì)原材料取樣分析，各原材料的化學(xué)組份分別是
固體線鋸硅泥Si 50%, SiC :50%
氧化鈣CaO 98. 3%、SiO2 :0. 52%
螢石粉=CaF2 98. 26%、SiO2 :0. 67%
制備鋼包渣改質(zhì)劑，將化驗(yàn)合格的原材料稱重固體線鋸硅泥20g、氧化鈣20g、螢石10g，將上述稱重的原料混合均勻。以上實(shí)例的成品化學(xué)成份組份含量按重量百分比為
Si 20. 00%, SiC 20. 00%, CaO :39. 92%, SiO2 :1. 03%, CaF2 :19. 65% 試驗(yàn)應(yīng)用例用本發(fā)明的鋼包渣改質(zhì)劑做實(shí)驗(yàn)，廢鋼400g，轉(zhuǎn)爐渣40g，加熱至1600°C，加入改質(zhì)劑后，渣很快變白，且發(fā)泡性極好。待冷卻后，測(cè)鋼成分鋼中
由300ppm降至35ppm，鋼中[C]由300ppm增至 500ppm。例2:
對(duì)原材料取樣分析，各原材料的化學(xué)組份分別是
固體線鋸硅泥Si 45%, SiC 45%, Fe :10%
氧化鈣CaO 98. 3%、SiO2 :0. 52%
螢石粉=CaF2 98. 26%、SiO2 :0. 67%
制備鋼包渣改質(zhì)劑，將化驗(yàn)合格的原材料稱重固體線鋸硅泥25g、氧化鈣17. 5g、螢石7.5g，將上述稱重的原料混合均勻。以上實(shí)便的成品化學(xué)成份組份含量按重百分比為
Si 22. 50%, Fe :5. 00%, SiC :22. 50%, CaO :34. 41%, SiO2 :0. 86%, CaF2 :14. 74%
試驗(yàn)應(yīng)用例用本發(fā)明的鋼包渣改質(zhì)劑做實(shí)驗(yàn)，廢鋼400g，轉(zhuǎn)爐渣40g，加熱至1600°C，加入改質(zhì)劑后，渣很快變白，且發(fā)泡性極好。待冷卻后，測(cè)渣鋼成分鋼中[O]由300ppm至32ppm,鋼中[C]含量由300ppm增至550ppm。實(shí)驗(yàn)中脫氧增碳效果明顯。例3
對(duì)原材料取樣分析，各原材料的化學(xué)組份分別是
固體線鋸硅泥Si 40%, SiC 40%, Fe :20%
氧化鈣CaO 98. 3%、SiO2 0. 52%
螢石粉=CaF2 98. 26%、SiO2 0. 67%
制備鋼包渣改質(zhì)劑，將化驗(yàn)合格的原材料稱重固體線鋸硅泥30g、氧化鈣15g、螢石5g，將上述稱重的原料混合均勻。以上實(shí)便的成品化學(xué)成份組份含量按重百分比為
Si 24. 00%, Fe 12. 00%, SiC 24. 00%, CaO 29. 49%, SiO2 0. 68%, CaF2 9. 83%
試驗(yàn)應(yīng)用例用本發(fā)明的鋼包渣改質(zhì)劑做實(shí)驗(yàn)，廢鋼400g，轉(zhuǎn)爐渣40g，加熱至1600°C，加入改質(zhì)劑后，渣很快變白，且發(fā)泡性極好。待冷卻后，測(cè)渣鋼成分鋼中[O]由300ppm至 28ppm,鋼中[C]含量由300ppm增至620ppm。實(shí)驗(yàn)中脫氧增碳效果明顯。本發(fā)明各成分中指標(biāo)可根據(jù)用戶要求適當(dāng)改變，不影響主要性能。
權(quán)利要求
1.用線鋸硅泥生產(chǎn)鋼包渣改質(zhì)劑用于低氧高碳鋼的工藝，其特征在于將線鋸硅泥與氧化鈣和螢石按質(zhì)量比混合，線鋸硅泥40 60% ;氧化鈣30 40% ;螢石10 20%，加入玻璃水混合均勻，然后壓制成球，經(jīng)干燥即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用線鋸硅泥生產(chǎn)鋼包渣改質(zhì)劑用于低氧高碳鋼的工藝，其特征是所述的固體線鋸硅泥，其特征在于它的組分含量是Si ^ 40%, SiC ^ 40%, Fe ^ 20%。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能級(jí)硅生產(chǎn)過程中固態(tài)線鋸硅泥的回收再利用領(lǐng)域及煉鋼過程中用渣或熔劑作為處理劑領(lǐng)域，更準(zhǔn)確的說是用線鋸硅泥生產(chǎn)鋼包渣改質(zhì)劑用于低氧高碳鋼的工藝。其特征在于由固體硅泥粉與石灰、螢石按重量比配比為固體線鋸硅泥40～60%；氧化鈣30～40%；螢石10～20%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是將工業(yè)廢棄物固體線鋸硅泥用于煉鋼生產(chǎn)時(shí)的鋼包頂渣改質(zhì)劑，起到脫氧增碳的目的。該改質(zhì)劑在鋼水出鋼后加入鋼包中，鋼包渣中的FeO降低到5%以下，鋼中[O]降到35ppm以下，鋼中[C]含量增加到500ppm以上，符合低氧高碳鋼的生產(chǎn)要求。
文檔編號(hào)C21C7/06GK102994702SQ20121037292
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者張立峰, 王升千 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)