本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种复合预熔铁水脱硫剂及其制备和使用方法。
背景技术：
铁水预处理脱硫技术目前是钢铁生产流程的重要工艺环节之一，为各大企业广为采用，尤其是随着用户对钢材质量要求的日益严格，以及钢铁企业降本增效压力的增加，此项技术更是显得不可或缺。众所周知，在钢铁生产流程中，从高炉到转炉(电炉)，去硫的主要方法包括高炉内控制铁水硫含量、铁水脱硫预处理、转炉(电炉)脱硫及炉外精炼脱硫。由于转炉(电炉)冶炼脱硫的能力很低，而炉外精炼去硫时间较长，影响处理周期，而且成本较高。高炉内控硫的主要措施包括控制入炉矿石及焦炭等原料的硫含量、提高炉渣碱度、增加渣量、控制炉内温度等措施，但高炉内控硫能力有限，而且导致铁水成本增加。
铁水预处理脱硫目前主要以喷吹脱硫和kr搅拌法为主，喷吹法所使用的脱硫剂主要包括颗粒镁或颗粒镁+石灰，而kr法所用的脱硫剂主要是石灰以及石灰系脱硫剂。对于脱硫剂而言，颗粒镁价格比较高，脱硫成本偏高，而且生成的脱硫产物mgs不稳定，如果脱硫后炉渣扒不干净，很容易被还原形成回硫。而石灰系脱硫剂熔点偏高，若铁水温度偏低，熔化效果不理想，影响脱硫率。此外，喷吹法脱硫和kr法脱硫都需要增建脱硫设备，要求足够大的空间场地，一次性投资较大，而且吨钢脱硫成本较高。
对于许多以生产中低端钢材为主的钢铁企业来说，由于当初建厂时没有预留铁水预处理设备的场地位置，无法增建设备，加上大多数产品对成分中硫含量的要求并不是特别严格，没有必要进行设备复杂、成本较高的深脱硫操作，而只需要对铁水进行适当脱硫就可以满足钢种生产要求。其主要目的是：1、为了在现有基础上进一步降低钢中硫含量，提高产品的市场竞争力。2、为了减小lf精炼过程脱硫负担，从而缩短lf精炼周期，更好的实现炉机周期的匹配，以便更顺利的组织生产。基于以上考虑，其对铁水预处理脱硫的要求是：(1)利用现有设备条件，不增加新设备投入。(2)具有较好的脱硫效果(脱硫率达到40％以上)。(3)工艺简单易行、原料制备简单、吨铁成本较低。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种复合预熔铁水脱硫剂及其制备和使用方法，解决了不增设脱硫设备的企业脱硫效果不好的问题。主要目的是为那些不具备喷吹及kr脱硫设备的钢铁企业提供一种简单易行、成本较低、处理效果较好的铁水预处理脱硫方法，达到降低产品中硫含量、减少lf精炼脱硫时间，从而缩短精炼周期以实现更好炉机周期匹配的目的。
一种复合预熔铁水脱硫剂，各组分的重量百分含量为：cao：60-75％，caf2：8-15％，sio2：3-7％，al2o3：5-10％、cac2：5-10％，其余为杂质。
脱硫剂形态为颗粒状固态，粒度为8～25mm，其中粒度＜15mm的≥80wt％。
一种复合预熔铁水脱硫剂的制备方法，具体步骤及参数如下：
1、将含cao、al2o3、sio2、caf2和cac2等组分的原料(白灰、铝矾土、萤石及电石等)按照脱硫剂要求混合均匀，脱硫剂各组分的重量百分含量为：cao：60-75％，caf2：8-15％，sio2：3-7％，al2o3：5-10％、cac2：5-10％；
2、然后将混匀后的原料在1250-1550℃高温下熔化，待降至室温后将原料破碎为8-25mm颗粒，其中粒度＜15mm的≥80wt％。
一种复合预熔铁水脱硫剂的使用方法，具体步骤及参数如下：
1、出铁前在铁水包底加入脱硫剂，加入量2.0-10.0kg/t铁，然后出铁，使脱硫剂与铁水混冲并充分接触，要求铁水温度1230-1360℃；
2、出铁达到铁包容积的2/3时，根据现场条件，采用人工或机械加料方式，再次向铁包中加入脱硫剂，加入量为2.0-10.0kg/t铁；
脱硫剂总加入量为4.0-20.0kg/t铁。
本发明的优点在于：
1、成本低：本发明中脱硫剂原料价格低廉，都是炼钢厂常见的造渣原料，主要原料白灰大部分企业均可以自产；制备成本简单，因此脱硫剂综合成本较低。此外，本发明应用工艺操作简单，基本不需要增加其他新设备，因此，工艺成本低。
2、脱硫效果好：经实验室检测，本发明中脱硫剂的半球点温度为1170-1250℃之间，在正常的铁水温度条件下(1320-1450℃)能够充分熔化，从而保证更好的与铁水接触反应，达到良好的脱硫效果。热力学计算及生产现场试验结果表明，按照本发明脱硫剂成分及加入量，脱硫渣中硫的分配系数ls((％s)/[％s])在4300-5100之间，脱硫率达到38-52％，平均43.6％。
3、回硫量较低：实验室检测结果及生产现场实践证明，采用本发明中脱硫剂成分及加入量，脱硫后铁渣半球熔化温度在1280-1340℃之间，不会凝固结壳，而且脱硫剂与出铁带渣反应后的铁包顶渣比较粘稠，更容易扒除，可以有效减少铁渣回硫。此外，由于本发明中脱硫剂以cao为主，生成的硫化物主要是cas，cas比较稳定，在铁水温度下不易分解，抑制了脱硫后的回硫。
具体实施方式
实施例1
脱硫剂成分(重量百分比)：cao：70.6％，caf2：11.2％，sio2：3.5％，al2o3：5.8％、cac2：7.6％，其余为杂质；铁水重量82.3吨，铁水温度1365℃；第一次加入脱硫剂2.5kg/t铁，第二次加入脱硫剂2.4kg/t铁，总加入量为4.9kg/t铁，铁水初始硫含量为0.028％，处理后铁水硫含量为0.0171％，脱硫率为39.3％。
实施例2
脱硫剂成分(重量百分比)：cao：67.5％，caf2：12.7％，sio2：3.2％，al2o3：8.2％、cac2：6.3％，其余为杂质；铁水重量83.5吨，铁水温度1380℃；第一次加入脱硫剂3.6kg/t铁，第二次加入脱硫剂2.8kg/t铁，总加入量为6.4kg/t铁，铁水初始硫含量为0.032％，处理后铁水硫含量为0.0175％，脱硫率为45.2％。
实施例3
脱硫剂成分(重量百分比)：cao：69.3％，caf2：11.5％，sio2：5.5％，al2o3：5.9％、cac2：6.1％，其余为杂质；铁水重量82.4吨，铁水温度1382℃；第一次加入脱硫剂4.5kg/t铁，第二次加入脱硫剂4.0kg/t铁，总加入量为8.5kg/t铁，铁水初始硫含量为0.026％，处理后铁水硫含量为0.0126％，脱硫率为51.5％。