CN116926267A - 废钢冶炼的方法和钢材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种废钢冶炼的方法和钢材的制备方法。废钢冶炼的方法包括以下步骤：于附着有第一固态熔渣的冶炼炉中加入铝酸钙精炼渣和第一批废钢，其中，铝酸钙精炼渣含有3CaO·Al2O3相和12CaO·7Al2O3相；升温至第一温度，使第一批废钢熔化，得第一铁水和第二固态熔渣，并使铝酸钙精炼渣部分熔化，第一固态熔渣脱落；于冶炼炉中加入第二批废钢，升温至第二温度，使第二批废钢熔化，得第二铁水和第三固态熔渣，使铝酸钙精炼渣完全熔化，并使第一固态熔渣、第二固态熔渣和第三固态熔渣转化为液态熔渣；升温至第三温度进行冶炼；去除液态熔渣。该方法实现了炉衬粘渣的有效防治，提高了废钢冶炼的顺行和产能。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢的技术领域，特别是涉及一种废钢冶炼的方法和钢材的制备方法。
背景技术
废钢冶炼是将废旧的钢材通过炉渣处理、高温冶炼等工艺转化为高质量钢材的炼钢技术，通常是采用中频炉将废钢冶炼为铁水。废钢的来源复杂，大多含有大量的SiO2杂质，同时，废钢内的合金元素也容易在冶炼时发生氧化，形成含有MgO、SiO2和Al2O3等组分的氧化物熔渣。这些氧化物熔渣会与中频炉炉衬的耐火材料发生选择性反应，进一步形成纯刚玉相、镁铝尖晶石相等高熔点、高粘度的熔渣并粘附于炉衬上，故被称为炉衬粘渣。在废钢冶炼过程中，炉衬粘渣会不断向内生长，使得中频炉逐渐堵塞，不得不停炉处理。在形成堵塞期间，粘附物阻碍上下部液态金属的流动和混匀，造成能耗增加和生产效率降低，最终影响了废钢冶炼的产能。
发明内容
基于此，有必要提供一种废钢冶炼的方法和钢材的制备方法，以克服废钢冶炼时容易产生炉衬粘渣的问题。
本发明的上述目的是通过如下技术方案进行实现的：
本发明第一方面，提供一种废钢冶炼的方法，包括以下步骤：
于附着有第一固态熔渣的冶炼炉中加入铝酸钙精炼渣和第一批废钢，其中，所述铝酸钙精炼渣含有3CaO·Al2O3相和12CaO·7Al2O3相；
升温至第一温度，使所述第一批废钢熔化，得第一铁水和第二固态熔渣，并使所述铝酸钙精炼渣部分熔化，所述第一固态熔渣脱落；
于所述冶炼炉中加入第二批废钢，升温至第二温度，使所述第二批废钢熔化，得第二铁水和第三固态熔渣，使所述铝酸钙精炼渣完全熔化，并使所述第一固态熔渣、所述第二固态熔渣和所述第三固态熔渣转化为液态熔渣；
升温至第三温度进行冶炼；
去除所述液态熔渣。
在其中一个实施例中，所述第一温度≥1300℃，所述第二温度≥1400℃。
在其中一个实施例中，所述第三温度为1450℃~1550℃。
在其中一个实施例中，在所述铝酸钙精炼渣中，CaO的质量分数≥48%，Al2O3的质量分数≥30%。
在其中一个实施例中，在所述铝酸钙精炼渣中，所述3CaO·Al2O3相和所述12CaO·7Al2O3相的质量比为（3~5）：（2~5）。
在其中一个实施例中，记所述冶炼炉能够冶炼的铁水的容量为A吨，所述铝酸钙精炼渣的加入量为5Akg~15Akg。
在其中一个实施例中，所述升温至第三温度进行冶炼之前还包括在所述冶炼炉中加入其他批次废钢的步骤。
在其中一个实施例中，所述第一批废钢的质量与所述第一批废钢、所述第二批废钢和所述其他批次废钢的总质量的比为1：（2~4）。
在其中一个实施例中，满足以下条件中的一个或多个：
1）所述在冶炼炉中加入铝酸钙精炼渣和第一批废钢还包括加入第一助剂的步骤；
2）所述在所述冶炼炉中加入第二批废钢还包括加入第二助剂的步骤；
3）所述在所述冶炼炉中加入其他批次废钢还包括加入第三助剂的步骤。
在其中一个实施例中，所述第一助剂、所述第二助剂和所述第三助剂各自独立地包括碳粉、硅铁粉、铝粉和锰铁粉中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述去除所述液态熔渣包括以下步骤：
加入除渣剂，使所述液态熔渣凝固聚集，得固态浮渣；
去除所述固态浮渣。
本发明第二方面，提供一种钢材的制备方法，其包括上述所述的废钢冶炼的方法的步骤。
本发明具有以下有益效果：
本发明中，铝酸钙精炼渣含有3CaO·Al2O3相和12CaO·7Al2O3相，3CaO·Al2O3相与镁铝尖晶石相、刚玉相等高熔点物相反应形成12CaO·7Al2O3相等低熔点物相；12CaO·7Al2O3相是CaO-Al2O3体系中熔点最低的相，可在升温过程中快速液化，使铝酸钙精炼渣和三种固态熔渣间的反应由固-固反应变为固-液反应，在加快反应速度的同时，还能与三种固态熔渣反应形成CaO·Al2O3相等低熔点物相，并促进液态熔渣的形成。
在第一温度下，铝酸钙精炼渣部分熔化形成液态，液态的铝酸钙精炼渣部分熔化与第一固态熔渣、第二固态熔渣之间会产生互相粘附作用，从而辅助第一固态熔渣的熔化和脱附，并防止第二固态熔渣与炉衬的接触和反应；在第二温度下，铝酸钙精炼渣完全熔化，可与第一固态熔渣、第二固态熔渣和第三固态熔渣之间发生固-液反应，形成低熔点、低粘度的液态熔渣并上浮至铁水表面；在第三温度下，冶炼炉内的废钢彻底熔化为铁水。同时，利用梯度升温的冶炼方式，不仅实现了炉衬粘渣的有效防治，提升了废钢冶炼的产量和能效，而且减少铝酸钙精炼渣与炉衬的耐火材料之间的反应，避免其对冶炼炉炉衬的侵蚀。
附图说明
图1为对比例1中的中频炉冶炼25炉后的炉内冷态情况图；
图2为实施例1中的中频炉冶炼15炉后的炉内热态情况图；
图3为对比例1的废钢冶炼过程中的熔渣物相变化曲线；
图4为实施例1的废钢冶炼过程中的熔渣物相变化曲线。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
中频炉炼钢是利用中频电磁感应原理熔化废钢等废旧金属，并经连铸和连轧制成各种规格的钢材的炼钢工艺。中频炉的炉衬（furnace linings）是由酸性的SiO2基耐火材料或中性的Al2O3基耐火材料制成。在废钢冶炼过程中，通常会形成含有MgO、SiO2和Al2O3等组分的氧化物熔渣，并与炉衬中的耐火材料选择性反应形成纯刚玉相（Al2O3）、镁铝尖晶石相（MgAl2O4）等熔渣，纯刚玉相和镁铝尖晶石相的熔点在1800℃以上，远高于铁水的冶炼温度，并且还具有高粘度的特性，会牢牢地粘附于炉衬上，因此被称为炉衬粘渣。炉衬粘渣的存在会使中频炉逐渐堵塞、冶炼容量不断降低，严重影响废钢冶炼的产能。
经过对炉衬粘渣的形成原理和主要物相的深入了解，发明人认为防治炉衬粘渣的基本思路在于：1）防止在废钢冶炼过程中生成新的高熔点、高粘度的固态熔渣，以避免炉衬粘渣现象的进一步恶化；2）对于已存在的高熔点、高粘度的固态熔渣，利用物理化学方法降低其熔点和粘度，使其从炉衬上脱附并上浮至铁水表面，最后通过扒渣处理去除。
基于此，本发明第一方面，提供一种废钢冶炼的方法，能够有效去除旧的炉衬粘渣，并防止生成新的炉衬粘渣。
在一些实施方式中，废钢冶炼的方法包括以下步骤：
于附着有第一固态熔渣的冶炼炉中加入铝酸钙精炼渣和第一批废钢，其中，铝酸钙精炼渣含有3CaO·Al2O3相和12CaO·7Al2O3相；
升温至第一温度，使第一批废钢熔化，得第一铁水和第二固态熔渣，并使铝酸钙精炼渣部分熔化，第一固态熔渣脱落；
于冶炼炉中加入第二批废钢，升温至第二温度，使第二批废钢熔化，得第二铁水和第三固态熔渣，使铝酸钙精炼渣完全熔化，并使第一固态熔渣、第二固态熔渣和第三固态熔渣转化为液态熔渣；
升温至第三温度进行冶炼；
去除液态熔渣。
可以理解地，第一固态熔渣附着于冶炼炉的炉衬上，又称为炉衬粘渣；第二固态熔渣和第三固态熔渣来源于废钢熔化时产生的固态夹杂物，包括废钢中的杂质和合金元素的氧化产物。
本发明中，铝酸钙精炼渣含有3CaO·Al2O3相和12CaO·7Al2O3相，3CaO·Al2O3相与镁铝尖晶石相、刚玉相等高熔点物相反应形成12CaO·7Al2O3相等低熔点物相；12CaO·7Al2O3相是CaO-Al2O3体系中熔点最低的相，可在升温过程中快速液化，使铝酸钙精炼渣和三种固态熔渣间的反应由固-固反应变为固-液反应，在加快反应速度的同时，还能与三种固态熔渣反应形成CaO·Al2O3相等低熔点物相，并促进液态熔渣的形成。
在第一温度下，铝酸钙精炼渣部分熔化形成液态，液态的铝酸钙精炼渣部分熔化与第一固态熔渣、第二固态熔渣之间会产生互相粘附作用，从而辅助第一固态熔渣的熔化和脱附，并防止第二固态熔渣与炉衬的接触和反应；在第二温度下，铝酸钙精炼渣完全熔化，可与第一固态熔渣、第二固态熔渣和第三固态熔渣之间发生固-液反应，形成低熔点、低粘度的液态熔渣并上浮至铁水表面；在第三温度下，冶炼炉内的废钢彻底熔化为铁水。同时，利用梯度升温的冶炼方式，不仅实现了炉衬粘渣的有效防治，提升了废钢冶炼的产量和能效，而且减少铝酸钙精炼渣与炉衬的耐火材料之间的反应，避免其对冶炼炉炉衬的侵蚀。
可选地，冶炼炉为中频炉。
中频炉为废钢冶炼的常用冶炼炉，具有冷渣的特性，炉渣温度低于铁水温度，容易生成炉衬粘渣，非常有必要进行炉衬粘渣的防治。
可选地，第一温度≥1300℃，在一些具体的示例中，第一温度可以为1300℃、1310℃、1320℃、1330℃、1340℃、1350℃、1360℃、1370℃、1380℃、1390℃或1400℃等。
可选地，第二温度≥1400℃，在一些具体的示例中，第二温度可以为1400℃、1405℃、1410℃、1415℃、1420℃、1425℃、1430℃、1435℃、1440℃、1445℃或1450℃等。
可选地，第三温度为1450℃~1550℃，在一些具体的示例中，第三温度可以为1450℃、1460℃、1470℃、1490℃、1500℃、1510℃、1520℃、1530℃、1540℃或1550℃等。
可以理解地，在实际的废钢冶炼过程中，冶炼炉的加热温度有可能产生较大波动，使得第一温度不低于第二温度，但只要冶炼温度满足第一温度≥1300℃、第二温度≥1400℃的要求，就能在减少侵蚀的条件下实现炉衬粘渣的防治。将第三温度控制在1450℃~1550℃，既能使废钢完全熔化为铁水，又能避免冶炼温度过高对冶炼炉造成损伤。
除了CaO和Al2O3两种组分，铝酸钙精炼渣中通常还含有SiO2、MgO、K2O、Na2O和CaF2等组分，使得铝酸钙精炼渣的熔点会低于12CaO·7Al2O3相的熔点（≈1415℃）。合理设置第一温度、第二温度和第三温度，能够使铝酸钙精炼渣逐渐熔化为液相，并通过粘附、助熔和反应等物理化学作用将所有固态熔渣转化为液态熔渣，从而实现炉衬粘渣的防治和废钢的冶炼。
可选地，在铝酸钙精炼渣中，CaO的质量分数≥48%，Al2O3的质量分数≥30%。在一些具体的示例中，在铝酸钙精炼渣中，CaO的质量分数可以为48%、50%、52%、54%、56%、58%、60%、62%、64%、66%、68%或70%等，Al2O3的质量分数可以为30%、32%、34%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%、50%或52%等。
通过控制CaO含量和Al2O3含量，能够保证铝酸钙精炼渣含有足够的3CaO·Al2O3相和12CaO·7Al2O3相来与炉衬粘渣和铁水中的固态熔渣反应。
可选地，在铝酸钙精炼渣中，3CaO·Al2O3相和12CaO·7Al2O3相的质量比为（3~5）：（2~5）。
进一步可选地，在铝酸钙精炼渣中，3CaO·Al2O3相的质量分数为30%~50%。
进一步可选地，在铝酸钙精炼渣中，12CaO·7Al2O3相的质量分数为20%~50%。
3CaO·Al2O3相和12CaO·7Al2O3相的含量对炉衬粘渣的防治效果至关重要，根据第一固态熔渣的粘附量和废钢的杂质含量，对这两个相的含量进行调控，有利于加快清除效率。在一些具体的示例中，在铝酸钙精炼渣中，3CaO·Al2O3相的质量分数可以为30%、32%、34%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%或50%等，12CaO·7Al2O3相的质量分数可以为20%、22%、24%、26%、28%、30%、32%、34%、36%、38%、40%、42%、44%、46%、48%或50%等。
可选地，记冶炼炉能够冶炼的铁水的容量为A吨，铝酸钙精炼渣的加入量为5Akg~15Akg，其中，A>0。在一些具体的示例中，按冶炼炉的铁水容量计，每吨铁水加入铝酸钙精炼渣的质量可以为5Akg、6Akg、7Akg、8Akg、9Akg、10Akg、11Akg、12Akg、13Akg、14Akg或15Akg等。
废钢冶炼前，可根据炉衬粘渣的粘附量和废钢中的杂质含量，对所需的铝酸钙精炼渣的投料量进行预估，避免铝酸钙精炼渣的浪费或者炉衬粘渣清除不彻底等情况。
可选地，升温至第三温度进行冶炼之前还包括在冶炼炉中加入其他批次废钢的步骤。
在废钢冶炼时，第一批废钢和第二批废钢熔化后，铁水的液面距离炉口还有一段距离，不利于去除浮于铁水表面的液态熔渣，并且冶炼炉的产能也未得到充分利用。因此，在升温至第三温度进行冶炼之前，还要逐步加入其他批次的废钢，使铁水的液面逐渐上升至炉口以下5cm~15cm处。
可选地，第一批废钢的质量与第一批废钢、第二批废钢和其他批次废钢的总质量的比为1：（2~4）。在一些具体的示例中，第一批废钢的质量与第一批废钢、第二批废钢和其他批次废钢的总质量的比可以为1：2.0、1：2.2、1：2.4、1：2.6、1：2.8、1：3.0、1：3.2、1：3.4、1：3.6、1：3.8或1：4.0等。
第一固态熔渣大多粘附于冶炼炉的中下部，尤其冶炼炉最大容量的1/3处以下的炉衬上。将第一批废钢的质量控制在废钢总量的1/4~1/2，能够对冶炼炉中下部的第一固态熔渣进行针对性地清理。
可选地，在冶炼炉中加入铝酸钙精炼渣和第一批废钢还包括加入第一助剂的步骤。
可选地，在冶炼炉中加入第二批废钢还包括加入第二助剂的步骤。
可选地，在冶炼炉中加入其他批次废钢还包括加入第三助剂的步骤。
进一步可选地，第一助剂、第二助剂和第三助剂各自独立地包括碳粉、硅铁粉、铝粉和锰铁粉中的一种或多种。
在废钢冶炼过程中加入碳粉、硅铁粉、铝粉和锰铁粉等助剂，能够对铁水成分进行调控，并对熔渣进行脱氧、脱硫或脱磷处理，从而提高钢材的质量。
可选地，第一批废钢、第二批废钢和其他批次废钢的成分各自独立地包括Fe、Si、C、Al、Mn和Cr中的一种或多种。
进一步可选地，Cr在第一批废钢、第二批废钢和其他批次废钢中的质量分数各自独立地<1%，这是因为Cr元素容易在冶炼过程中生成高熔点的铬化合物，不利于炉衬粘渣的清除。
可选地，去除液态熔渣包括以下步骤：
加入除渣剂，使液态熔渣凝固聚集，得固态浮渣；
去除固态浮渣。
可以理解地，去除液态熔渣的方法为扒渣处理。
进一步可选地，除渣剂包括碳酸钠、碳酸钾和碳酸钙等碳酸盐组分。在液渣上撒上除渣剂后，碳酸盐会在高温下发生分解并吸收热量，使部分液渣冷却凝固为固态，起到很好的聚集作用。在扒渣时，通常不需要使液渣完全凝固，而是使液渣转化形成固液混合的糊状物，这样更容易将其挑出铁水。
进一步可选地，去除液态熔渣的次数为多次。
本发明第二方面，提供一种钢材的制备方法，其包括上述所述的废钢冶炼的方法的步骤。
可选地，钢材的成分的质量分数满足：C≥2.0%，Si≥0.6%。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例中所用的原料和设备，如无特别说明，均为市售产品。
实施例1
本实施例的冶炼炉选用规格为3T的中频炉，铁水容量为3吨（t）；第一助剂、第二助剂和第三助剂均包括碳粉和硅铁粉，使得冶炼过程中的铁水的成分的质量分数满足：C≈2.1wt.%，Si≈0.6wt.%。
该废钢冶炼的方法包括以下步骤：
1）在中频炉中加入15~45kg铝酸钙精炼渣、1t第一批废钢及第一助剂，该中频炉的炉衬上附着有第一固态熔渣；
2）升温至1300℃以上，使第一批废钢完全熔化，得第一铁水和第二固态熔渣；同时使铝酸钙精炼渣部分熔化，熔融的铝酸钙精炼渣与第一固态熔渣之间发生互相粘附作用而辅助第一固态熔渣熔化和脱落。
3）在中频炉中加入1.2t第二批废钢及第二助剂，升温至1400℃以上，使第二批废钢完全熔化，得第二铁水和第三固态熔渣；在升温过程中，铝酸钙精炼渣完全熔化，在完全熔化的铝酸钙精炼渣存在下，第一固态熔渣、第二固态熔渣和第三固态熔渣均能充分反应形成低熔点、低粘度的液态熔渣，从而使炉衬上的第一固态熔渣脱落。
4）待液态熔渣上浮至铁水表面后，在中频炉中加入0.8t其他批次废钢及第三助剂，升温至1520℃进行冶炼；随后进行多次扒渣处理，直至铁水表面的液态熔渣完全清理干净。其中，扒渣处理具体为：将除渣剂撒至铁水表面的液态熔渣上，使液态熔渣凝固聚集，得固态浮渣；利用扒渣棍除去固态浮渣。
对比例1
本对比例与实施例的废钢冶炼工艺基本相同，不同之处在于：未加入铝酸钙精炼渣，具体步骤如下：
1）在炉衬附着有第一固态熔渣的中频炉中加入1t第一批废钢及第一助剂，升温至1300℃以上，使第一批废钢完全熔化，得第一铁水和第二固态熔渣。
2）在中频炉中加入1.3t第二批废钢及第二助剂，升温至1400℃以上，使第二批废钢完全熔化，得第二铁水和第三固态熔渣。
3）待液态熔渣上浮至铁水表面后，在中频炉中加入0.8t其他批次废钢及第三助剂，升温至1520℃进行冶炼；随后进行多次扒渣处理，直至铁水表面的液态熔渣完全清理干净。其中，扒渣处理具体为：将除渣剂撒至铁水表面的液态熔渣上，使液态熔渣凝固聚集，得固态浮渣；利用扒渣棍除去固态浮渣。
测试例
按照对比例1所述的废钢冶炼方法，利用中频炉冶炼25炉后，观察中频炉炉衬上的第一固态熔渣的情况，结果如图1所示。由图1可知，在没有加入铝酸钙精炼渣的情况下，冶炼25炉后，中频炉炉衬上附着着非常多的第一固态熔渣，导致中频炉的实际容量明显降低，严重影响了废钢冶炼的产能。
按照实施例1所述的废钢冶炼方法，利用中频炉冶炼15炉后，观察中频炉炉衬上的第一固态熔渣的情况，结果如图2所示。由图2可知，在加入铝酸钙精炼渣的情况下，冶炼15炉后，中频炉炉衬上几乎没有第一固态熔渣，中频炉仍能维持良好的产能。
利用X射线荧光光谱仪对铝酸钙精炼渣、废钢中的杂质的成分进行测试，并将所得的成分输入热化学软件FactSage中进行计算，从而得到废钢冶炼过程中的熔渣物相变化曲线，结果如图3~4所示，其中，图3为对比例1的废钢冶炼过程中的熔渣物相变化曲线，图4为实施例1的废钢冶炼过程中的熔渣物相变化曲线。
由图3可知，没有加入铝酸钙精炼渣进行废钢冶炼时，在1300℃以下，熔渣的物相主要有假蓝宝石相（Mg4Al10Si2O23, M4A5S2）、钙长石相（CaAl2Si2O8, CAS2）、镁铝尖晶石-六铝酸钙复相（CaMg2Al16O27, CM2A8）和萤石相（CaF2），其中，M代表MgO，A代表Al2O3，S代表SiO2，C代表CaO。这些物相来源于废钢中的杂质、合金元素的氧化产物、冶炼时添加的助剂、炉衬的耐火材料以及它们的反应产物。升温至1300℃以上，假蓝宝石相、钙长石相、镁铝尖晶石-六铝酸钙复相和萤石相基本完全消失，同时生成了纯刚玉相（Al2O3, A）和镁铝尖晶石相（MgAl2O4, MA），这两个物相具有高熔点、高粘度的特性，极易粘附于炉衬上，导致中频炉炉衬上附着有大量的第一固态熔渣。从1300℃继续升温至1700℃，液态熔渣的质量占比逐渐增加，液态熔渣的质量占比最多为70%，剩余的熔渣以第一固态熔渣、第二固态熔渣或第三固态熔渣的形式存在，降低了废钢冶炼的产能和质量。
由图4可知，在加入铝酸钙精炼渣进行废钢冶炼时，在1300℃以下，熔渣的物相主要有堇青石相（Mg2Al4Si5O18, M2A2S5）、钙长石相（CaAl2Si2O8, CAS2）和假蓝宝石相（Mg4Al10Si2O23, M4A5S2）。这些物相来源于铝酸钙精炼渣、废钢中的杂质、合金元素的氧化产物、冶炼时添加的助剂、炉衬的耐火材料以及它们的反应产物。升温至1300℃以上，堇青石相、钙长石相和假蓝宝石相基本完全消失，同时在1300℃~1400℃内生成极少量的纯刚玉相（Al2O3, A），但没有形成镁铝尖晶石相（MgAl2O4, MA）。升温至1400℃以上，熔渣的物相只剩下液态熔渣，这些液态熔渣为不定型的非结晶相，含有如下质量分数的成分：16.4%的CaO、31.9%的Al2O3、44.3%的SiO2、5.8%的MgO和1.6%的CaF2。在1400℃~1700℃的冶炼温度下，液态熔渣的质量占比都接近100%，说明了利用铝酸钙精炼渣能够将炉内所有固态熔渣几乎完全转化为液态熔渣，并避免形成纯刚玉相和镁铝尖晶石相等高熔点物相，不仅彻底清除了炉衬上附着的第一固态熔渣，而且有利于防止了第二固态熔渣和第三固态熔渣转化为新的第一固态熔渣，防治效果非常好。得益于炉衬粘渣的彻底防治，该废钢冶炼的方法不仅能够提高炼钢产能和质量，还能提高中频炉炉衬的寿命，降低中频炉的能耗，节约了废钢冶炼的生产成本。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。
Claims (12)
1.一种废钢冶炼的方法，其特征在于，包括以下步骤：
于附着有第一固态熔渣的冶炼炉中加入铝酸钙精炼渣和第一批废钢，其中，所述铝酸钙精炼渣含有3CaO·Al2O3相和12CaO·7Al2O3相；
升温至第一温度，使所述第一批废钢熔化，得第一铁水和第二固态熔渣，并使所述铝酸钙精炼渣部分熔化，所述第一固态熔渣脱落；
于所述冶炼炉中加入第二批废钢，升温至第二温度，使所述第二批废钢熔化，得第二铁水和第三固态熔渣，使所述铝酸钙精炼渣完全熔化，并使所述第一固态熔渣、所述第二固态熔渣和所述第三固态熔渣转化为液态熔渣；
升温至第三温度进行冶炼；
去除所述液态熔渣。
2.如权利要求1所述的废钢冶炼的方法，其特征在于，所述第一温度≥1300℃，所述第二温度≥1400℃。
3.如权利要求2所述的废钢冶炼的方法，其特征在于，所述第三温度为1450℃~1550℃。
4.如权利要求1所述的废钢冶炼的方法，其特征在于，在所述铝酸钙精炼渣中，CaO的质量分数≥48%，Al2O3的质量分数≥30%。
5.如权利要求4所述的废钢冶炼的方法，其特征在于，在所述铝酸钙精炼渣中，所述3CaO·Al2O3相和所述12CaO·7Al2O3相的质量比为（3~5）：（2~5）。
6.如权利要求1~5任一项所述的废钢冶炼的方法，其特征在于，记所述冶炼炉能够冶炼的铁水的容量为A吨，所述铝酸钙精炼渣的加入量为5Akg~15Akg。
7.如权利要求6所述的废钢冶炼的方法，其特征在于，所述升温至第三温度进行冶炼之前还包括在所述冶炼炉中加入其他批次废钢的步骤。
8.如权利要求7所述的废钢冶炼的方法，其特征在于，所述第一批废钢的质量与所述第一批废钢、所述第二批废钢和所述其他批次废钢的总质量的比为1：（2~4）。
9.如权利要求7所述的废钢冶炼的方法，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：
1）所述在冶炼炉中加入铝酸钙精炼渣和第一批废钢还包括加入第一助剂的步骤；
2）所述在所述冶炼炉中加入第二批废钢还包括加入第二助剂的步骤；
3）所述在所述冶炼炉中加入其他批次废钢还包括加入第三助剂的步骤。
10.如权利要求9所述的废钢冶炼的方法，其特征在于，所述第一助剂、所述第二助剂和所述第三助剂各自独立地包括碳粉、硅铁粉、铝粉和锰铁粉中的一种或多种。
11.如权利要求1~5任一项所述的废钢冶炼的方法，其特征在于，所述去除所述液态熔渣包括以下步骤：
加入除渣剂，使所述液态熔渣凝固聚集，得固态浮渣；
去除所述固态浮渣。
12.一种钢材的制备方法，其特征在于，包括如权利要求1~11任一项所述的废钢冶炼的方法的步骤。
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