冶金工程论文
引言
当前我国的萤石用途十分广泛。由于化工、冶金、建材三大行业的对萤石的需求不断增大，市场是已呈现一种供不应求的现状，由此，利用工业废料资源开发具有萤石特性的低硅高纯萤石球对于解决当前现状有着十分重要的作用，不仅可以满足市场需求，同时也关乎着资源再利用、环境可持续发展的战略实施。通过与较普通的萤石矿冶炼不锈钢的实验表明，消耗量降低 20%-30%,时间缩短 0-15min,减少石灰用量 0-10%,由此可知，发展新型工艺技术是我国发展所必须、所依赖的关键。
1 低硅高纯萤石球的来源及特性
低硅高纯萤石球作为一种新型开发研制的冶金金属材料，是通过对低品位的萤石矿以及有色金属矿等尾矿资源进行处理，将这种低品位高杂质且污染环境的工业废弃物通过佛冈德宇萤石球有限公司新研发的工艺制作技术进行加工处理，通过浮选方式将低品位的萤石块、萤石粉（CaF2 含量≤ 30%）和尾矿资源中的氟化钙含量提升到 80%,从而达到高品位的萤石浮选粉，并添加有机或无机结合剂进行压球处理，以便用于金属冶炼和高炉除痼等。经过多次的实验和认证，从而得到正确的处理工艺和配方，将低品位萤石资源转变为高品位萤石球，具有高强度、杂质少、质量稳定、粒度分布均匀且不易粉化等特点，在冶炼过程中能加快化渣速度，减少钢水的污染程度，是不锈钢冶炼的首选优质材料。同时在使用的过程的中大大减少了资源的浪费、尾矿资源的环境污染，以资源的有效利用换取经济的最大化效益，为冶金行业提供了优质的辅料。
2 萤石的应用
2.1 萤石在冶金行业中的应用
萤石所具有的主要特性是能降低难熔物质的熔点，从而减少能源的浪费，还能促进炉内炉渣的流动，使得金属和渣更加容易分离，能增强金属的可锻性、抗张强度等特点。萤石是作为一种助熔剂被广泛运用于冶金行业中，并且可用于冶炼钢铁和有色金属等。冶炼采用的萤石矿要求氟化钙含量在65%以上，杂质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 萤石在高炉冶炼中的应用
萤石因其在高温条件下熔点低、粘度低的特性，被应用于高炉冶炼中。高炉冶炼过程中会产生炉缸堆积、炉墙结厚，氧化铝含量高时会出现的流动性差等问题，因此需要加入萤石，通过降低熔点从而达到洗炉、化渣的作用，避免炉缸堵塞和流动性差等问题。有数据表明，加入萤石的高炉可以使渣的流动率增加 10%-20%,脱硫系数增加 6%-12%,萤石的加入量与炉中渣的含量成反比关系，这些参数反映着生产工艺的改善将带来良好的经济效益。
2.3 萤石在铁水预处理中的应用
萤石在铁水预处理中多作为脱磷剂、脱硫剂，目前，我国每年要处理的铁水脱硫预处理约为9000万吨、脱磷预处理约为500万吨，所消耗的萤石为 6.5-9.3 万吨。由此可知我国每年在铁水预处理中需投入使用大量萤石。对于金属、不锈钢、优质钢的冶炼时，首先要经过铁水预处理过程，目的是为了去除某些有害成分或者用于回收有用的成分，主要工艺为铁水炉外脱硫，近年来铁水炉外脱磷和炉外脱硅的处理工艺也被不断应用和提升，用以简化炼钢工艺流程和炼钢质量，通过对高炉铁水脱硅后，添加萤石或者石灰进行脱磷，将温度和熔渣碱度控制在合适的范围，可将铁水中磷含量去除 90% 以上，通常条件下在铁水预处理脱硫时需加入萤石1-1.5kg/t,脱磷时需加入3-5kg/t.其次，在铁水预处理过程中去除磷、硫较在高炉或转炉中更加节省费用、经济合理。对于冶炼不锈钢、优质钢的过程中，要求铁水中的硫含量小于 0.005%,此过程要求采用深脱硫操作，应用钙基脱硫剂浅脱硫，再应用碳化钙深脱硫，从而负荷标准要求。
2.4 萤石在炼钢中的应用
萤石在炼钢过程中是作为一种助熔剂，将炼钢过程中所产生的炉渣进行熔化以避免产生液态金属喷溅和炉渣喷溅现象，保证冶炼的顺利进行。萤石是能显着降低炉渣熔点的矿物，并能迅速成渣。我国的钢铁含量需求量大，每年消耗萤石的产量很大，因此萤石的市场前景十分广阔。
3 萤石球的应用和前景
由于我国矿产资源的不断开采，使得优质萤石资源匮乏，尽管当前出台了相应的法律法规控制资源开采，但没有从根本上解决资源短缺的问题，因此，导致了萤石价格的不断提高，从而打开了高品位萤石球的开发市场，市场需求加速了新产品的开发推广速度。萤石球的加工改善了萤石使用过程中所产生的氟危害，防止氟进入水体，造成环境污染，其有害杂质含量低、抗压能力强、成分稳定，冶炼时用量较萤石矿少，且熔渣速度快，具有十分好的经济效益和广阔的发展前景。可以完美的弥补萤石资源短缺问题并能实现经济的高效化。
4 萤石球在不锈钢冶炼中的应用
中国的不锈钢产业近年来发展迅速，产量大幅提升，成为了竞争力最大的消费市场。随着产量的增加，不锈钢冶炼技术也得到了很大的发展，不论是在生产优质钢还是不锈钢的工艺过程中，首先都要进行铁水预处理过程，过程中萤石作为脱硫剂、化渣剂、还原剂都有参与，已成为冶炼中必不可少的组成原料。通过实践证明以低硅高纯萤石球代替萤石矿进行冶炼具有良好的效果，符合不锈钢冶炼产品质量的要求，氟化钙对炉体耐火材料中萤石球在冶炼过程中受到的影响要小，且用量少，冶炼时间短，炉体寿命长。选择优质的萤石球能为不锈钢的冶炼提供优质辅料。
5 低硅高纯萤石球的发展和应用
低硅高纯萤石球是通过将低品位的萤石块、萤石粉和金属矿共生矿等工业废矿进行处理，并通过有机或无机结合剂进行压缩，制成萤石球，客户们可根据实际需求来选取适当的添加剂以满足不同的冶炼需求。萤石球中含有的磷、硫含量很低，杂质含量少。在不锈钢冶炼中常采用无机萤石球，使用效果好，成本低，用量少。
6 完结语
当前我国的冶金行业发展前景广泛，不锈钢产业发展迅速，对于萤石的需求不断提高，因此以低硅高纯萤石球代替萤石的使用已成为将来行业发展的趋势，其成效显着，经济实用，同时也实现了资源利用的高效性。