本发明涉及半钢炼钢造渣剂及半钢炼钢造渣方法，属于半钢炼钢技术领域。
背景技术：
目前，世界上主要钒生产企业，大都采用金属铝还原钒氧化物来制取高钒铁。该法产生的炉渣属CaO～A12O3系，其A12O3含量高达60％～80％，被称作钒铁渣，又被称作刚玉渣。长期以来由于刚玉渣中A12O3含量较高一直未得到二次循环利用。
我国是钒钛磁铁矿大国，拥有丰富的钒钛磁铁矿资源，国内攀钢、承钢、昆钢、威钢等钢铁企业都是采用钒钛磁铁矿进行冶炼，转炉炼钢主原料是采用经过专用转炉提钒后的半钢，含钒铁水经脱硫提钒后获得的半钢中碳质量百分含量为3.4％～4.0％，半钢中硅、锰发热成渣元素含量均为痕迹，半钢中硫质量百分含量控制在0.015％以内，半钢磷质量百分含量为0.060％～0.080％，因此半钢冶炼具有吹炼过程中酸性成渣物质少、渣系组元单一、并且热量不足等特点，导致半钢炼钢条件下形成初期渣所需时间长，脱磷率低。热量不足的问题可以通过加入提温剂的方法得以解决，但是成渣速度慢、脱磷率低，一直是半钢炼钢突出的问题。
期刊文献“攀钢炼钢复合造渣剂的研制及应用”根据半钢炼钢的特点设计出了造渣剂的成分并通过对比试验验证了复合造渣剂主要成分为(重量百分比)SiO2(47.30％)、Al2O3(7.58％)、CaO(11.66％)、MnO(7.67％)时初期渣形成时间为4.97min，较对比试验炉次能缩短初期渣形成时间0.73min，同时使用该造渣剂具有较好的脱磷脱硫能力。该文献为本发明的前期研究，其初期渣形成时间有待进一步的缩短。
专利CN104789731A公开了一种半钢炼钢造渣剂，由以下重量百分比的组分组成：Al2O3：20～38％，SiO2：20～30％，铁的氧化物：15～20％，CaO：10～15％，MgO：3～9％，其余为杂质。该专利也为本发明的前期研究，虽然能将初期渣形成时间缩短到2min以内，终点钢水磷含量控制在0.008％以内，但是，根据研究，初期渣形成时间均为1.6min以上，且终点钢水磷含量均在0.006％以上，有待进一步的缩短时间，降低终点钢水磷含量。且该造渣剂在冶炼过程中出现返干现象时，需再次加入，提高了炼钢成本，且造渣剂加入量过大时炉渣熔点太低，溅渣护炉效果不佳。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供一种半钢炼钢造渣剂，进一步缩短初期渣形成时间。
本发明半钢炼钢造渣剂，由以下重量百分比的组分组成：Al2O3：8～18％，SiO2：50～65％，CaO：6～9％，MgO：5～8％，MnO：4～7％，其余为杂质。
进一步的，优选由以下重量百分比的组分组成：Al2O3：18％，SiO2：50％，CaO：6％，MgO：5％，MnO：4％，其余为杂质；或者由以下重量百分比的组分组成：Al2O3：12％，SiO2：60％，CaO：7％，MgO：7％，MnO：6％，其余为杂质；或者由以下重量百分比的组分组成：Al2O3：8％，SiO2：65％，CaO：9％，MgO：8％，MnO：7％，其余为杂质。
优选的，所述半钢炼钢造渣剂的粒度为10～50mm。
进一步的，所述半钢炼钢造渣剂优选由刚玉渣、石英砂和锰矿制成。
本发明解决的第二个技术问题是提供一种半钢炼钢造渣方法。
本发明半钢炼钢造渣方法，采用本发明所述的半钢炼钢造渣剂。
本发明半钢炼钢造渣方法，包括如下步骤：转炉兑入半钢前，将半钢炼钢造渣剂及活性石灰按质量比1:2～3加入，然后兑入半钢并在开吹1～2min后加入高镁石灰冶炼，冶炼过程不再加入半钢炼钢造渣剂，出钢前加入2～5kg/t钢高镁石灰进行调渣，出完钢后进行溅渣操作，溅渣后留渣用于下一炉冶炼。
优选的，半钢炼钢造渣剂及活性石灰按质量比1:2.5加入。
本发明半钢炼钢造渣剂以刚玉渣、石英砂及锰矿为原料，按照一定比例混匀压球制成，具有成本低、降低炉渣熔点的特点，能促进快速成渣，提高转炉脱磷效果，且不影响溅渣护炉效果，能使半钢冶炼时初期渣形成时间控制在1.5min以内，终点钢水磷含量控制在0.006％以内，且具有良好的溅渣护炉效果。
具体实施方式
本发明半钢炼钢造渣剂，由以下重量百分比的组分组成：Al2O3：8～18％，SiO2：50～65％，CaO：6～9％，MgO：5～8％，MnO：4～7％，其余为杂质。
进一步的，优选由以下重量百分比的组分组成：Al2O3：18％，SiO2：50％，CaO：6％，MgO：5％，MnO：4％，其余为杂质；或者由以下重量百分比的组分组成：Al2O3：12％，SiO2：60％，CaO：7％，MgO：7％，MnO：6％，其余为杂质；或者由以下重量百分比的组分组成：Al2O3：8％，SiO2：65％，CaO：9％，MgO：8％，MnO：7％，其余为杂质。
优选的，所述半钢炼钢造渣剂的粒度为10～50mm。
进一步的，所述半钢炼钢造渣剂以刚玉渣、石英砂及锰矿为原料，按照一定比例混匀压球制成。其压球方法为本领域现有技术。
本发明半钢炼钢造渣剂，由特定含量的Al2O3、SiO2、CaO、MgO和MnO组成，各组分间相辅相成，缺一不可。半钢炼钢造渣剂中的Al2O3，可将炉渣中的CaO熔点最低降至1395℃，其中MnO也能促进石灰的熔化，并与造渣剂中SiO2，通过3CaO+SiO2＝3CaO·SiO2反应，形成大量的低熔点的化合物，再加上特定含量的MgO，从而促进炉渣熔化，从而缩短初期渣形成时间，提高脱磷效率。
本发明半钢炼钢造渣方法，采用本发明所述的半钢炼钢造渣剂。
本发明半钢炼钢造渣方法，包括如下步骤：转炉兑入半钢前，将半钢炼钢造渣剂及活性石灰按质量比1:2～3加入(即半钢炼钢造渣剂的质量与活性石灰的质量之比为1:2～3)，然后兑入半钢并在开吹1～2min后加入高镁石灰冶炼，冶炼过程不再加入半钢炼钢造渣剂，出钢前加入2～5kg/t钢高镁石灰进行调渣，出完钢后进行溅渣操作，溅渣后留渣用于下一炉冶炼。
本发明半钢炼钢造渣方法，加入半钢炼钢造渣剂后在降低初渣熔点的同时，也会降低终点炉渣熔点，从而使得在溅渣护炉时炉渣粘附性降低，抗冲刷能力弱，从而影响溅渣效果。因此，出钢前须加入高镁石灰进行稠渣，一方面降低出钢时下渣，另一方面提高炉渣粘度和熔点，保证溅渣护炉效果。
优选的，半钢炼钢造渣剂及活性石灰按质量比1:2.5加入。
本发明所述活性石灰、高镁石灰为半钢炼钢常用的造渣材料。活性石灰主要含CaO，其含量不低于88wt％。高镁石灰主要含CaO和MgO，CaO质量分数为35～45％，MgO质量分数为35～55％。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。以下实施例中，活性石灰和高镁石灰均购自攀钢集团矿业公司。
实施例1
某厂120t转炉采用半钢炼钢，半钢磷含量为0.075％，转炉冶炼开始时先向转炉炉内加入活性石灰25kg/t钢，含铝复合渣10kg/t钢(含铝造渣剂主要成分为：Al2O3：8％，SiO2：65％，CaO：9％，MgO：8％，MnO：7％，其余为杂质，粒度为10～50mm)，加入后向转炉炉内兑入半钢，并在开吹1min后加入高镁石灰，冶炼过程不再加入含铝复合渣，出钢前加入吨钢2kg高镁石灰进行调渣，出完钢后进行溅渣操作，溅渣后留渣。采用该含铝造渣剂进行冶炼时，初期渣形成时间仅为1.5min，终点钢水磷含量为0.006％，且溅渣时炉渣具有较强的粘附性和抗冲刷能力，具有良好的溅渣护炉效果。
实施例2
某厂120t转炉采用半钢炼钢，半钢磷含量为0.070％，转炉冶炼开始时先向转炉炉内加入活性石灰30kg/t钢，含铝复合渣12kg/t钢(含铝造渣剂主要成分为：Al2O3：12％，SiO2：60％，CaO：7％，MgO：7％，MnO：6％，其余为杂质，粒度为10～50mm。)，加入后向转炉炉内兑入半钢，并在开吹1.5min后加入高镁石灰，冶炼过程不再加入含铝复合渣，出钢前加入吨钢3kg高镁石灰进行调渣，出完钢后进行溅渣操作，溅渣后留渣。采用该含铝造渣剂进行冶炼时，初期渣形成时间仅为1.4min，终点钢水磷含量为0.005％，且溅渣时炉渣具有较强的粘附性和抗冲刷能力，具有良好的溅渣护炉效果。
实施例3
某厂120t转炉采用半钢炼钢，半钢磷含量为0.080％，转炉冶炼开始时先向转炉炉内加入活性石灰35kg/t钢，含铝复合渣14kg/t钢(含铝造渣剂主要成分为：Al2O3：18％，SiO2：50％，CaO：6％，MgO：5％，MnO：4％，其余为杂质，粒度为10～50mm)，加入后向转炉炉内兑入半钢，并在开吹2min后加入高镁石灰，冶炼过程不再加入含铝复合渣，出钢前加入吨钢5kg高镁石灰进行调渣，出完钢后进行溅渣操作，溅渣后留渣。采用该含铝造渣剂进行冶炼时，初期渣形成时间仅为1.3min，终点钢水磷含量为0.0045％，且溅渣时炉渣具有较强的粘附性和抗冲刷能力，具有良好的溅渣护炉效果。