專利名稱：用線鋸硅泥生產鋼包渣改質劑用于低氧高碳鋼的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能級硅生產過程中固態線鋸硅泥的回收再利用領域及熔融態下鐵類合金的處理小類，用渣或熔劑作為處理劑領域，更準確的說是一種利用線鋸硅泥生產鋼包渣改質劑用于低氧高碳鋼的工藝。背景技術：
近10年來全球太陽能產業每年以30%的速度增長，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，因此全球對硅的需求量與日俱增。根據數據統計，自2008年以來中國硅材料產能已穩居世界第一。目前我國太陽能電池片普遍采用多鋸配合砂漿切割生產，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，同時會伴有大量的硅泥漿產生。硅泥漿由切割液、碳化硅、硅粉及金屬雜質等組成。將硅泥漿中的切割液 與固體成分分離后，可以得到由硅、碳化硅及金屬雜質組成的固態線鋸硅泥。鋼水從轉爐或電爐等初煉爐出鋼進入鋼包時，需對鋼水進行脫氧、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鋼包中，在拋入過程會產生大量煙塵，工作環境惡劣，工作量大。本發明專利過利用工業廢棄物線鋸硅泥的處理來制備鋼包改質劑。

發明內容
為了實現線鋸硅泥的回收再利用，本發明的目的是提供一種運用線鋸硅泥生產鋼包渣改質，將其運用于生產低氧高碳的鋼種。本發明解決其技術問題所采用的方案是用線鋸硅泥生產鋼包渣改質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，經干燥即得成品。其技術關鍵在于運用固體線鋸硅泥中的硅單質和碳化硅進行脫氧增碳，所用固態硅泥成分如下
固體線鋸硅泥的化學成份含量(重量％)為Si彡40%, SiC彡40%, Fe ( 20% ；
當這種改質劑在出鋼后加入鋼包中，由于物料具有很好的流動性，因而能迅速在鋼水表面形成覆蓋層；在精煉期中，改質劑參與鋼渣的脫氧反應
Si + 2feO—Si02 + 2fe(I)
Sic+FeO ^FeSI+ CO(2)
上述反應中產生的CO進入氣相中。少部分5C與鋼液反應，致使鋼液增碳
SiC+Fe ^ FeSz+C(3)本發明的有益效果是一、氧含量降低、碳含量增高，特別適用于冶煉低氧高碳鋼種；二、反應產生的碳是增碳的主要來源，且有很好的熱力學和動力學條件；三、原料是工業廢棄物其成本低；四、無需添加其他脫氧劑，亦可成為很好的還原劑，具有成本優勢。(三)具體實施方法
用線鋸硅泥生產鋼包渣改質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，經干燥即得成品。上述原材料按各種原材料的化學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，篩分2mm彡粒徑d ^ IOmm 備用。本發明利用的工業廢棄物固體線鋸硅泥不僅可以節約生產成本，還減少能量消耗及環境污染，有助于實現硅工業及冶金工業的可持續性發展。例1:
對原材料取樣分析，各原材料的化學組份分別是
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%
制備鋼包渣改質劑，將化驗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。以上實例的成品化學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% 試驗應用例用本發明的鋼包渣改質劑做實驗，廢鋼400g，轉爐渣40g，加熱至1600°C，加入改質劑后，渣很快變白，且發泡性極好。待冷卻后，測鋼成分鋼中
由300ppm降至35ppm，鋼中[C]由300ppm增至 500ppm。例2:
對原材料取樣分析，各原材料的化學組份分別是
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%
制備鋼包渣改質劑，將化驗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。以上實便的成品化學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%
試驗應用例用本發明的鋼包渣改質劑做實驗，廢鋼400g，轉爐渣40g，加熱至1600°C，加入改質劑后，渣很快變白，且發泡性極好。待冷卻后，測渣鋼成分鋼中[O]由300ppm至32ppm,鋼中[C]含量由300ppm增至550ppm。實驗中脫氧增碳效果明顯。例3
對原材料取樣分析，各原材料的化學組份分別是
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%
制備鋼包渣改質劑，將化驗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。以上實便的成品化學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%
試驗應用例用本發明的鋼包渣改質劑做實驗，廢鋼400g，轉爐渣40g，加熱至1600°C，加入改質劑后，渣很快變白，且發泡性極好。待冷卻后，測渣鋼成分鋼中[O]由300ppm至 28ppm,鋼中[C]含量由300ppm增至620ppm。實驗中脫氧增碳效果明顯。本發明各成分中指標可根據用戶要求適當改變，不影響主要性能。
權利要求
1.用線鋸硅泥生產鋼包渣改質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，經干燥即得成品。
2.根據權利要求1所述的用線鋸硅泥生產鋼包渣改質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
本發明涉及太陽能級硅生產過程中固態線鋸硅泥的回收再利用領域及煉鋼過程中用渣或熔劑作為處理劑領域，更準確的說是用線鋸硅泥生產鋼包渣改質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%。本發明的優點是將工業廢棄物固體線鋸硅泥用于煉鋼生產時的鋼包頂渣改質劑，起到脫氧增碳的目的。該改質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要求。
文檔編號C21C7/06GK102994702SQ20121037292
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者張立峰, 王升千 申請人:北京科技大學