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摘要:废钢简单的说就是无法正常使用的钢产品废料以及报废的机械设备,将废钢用于转炉炼钢工艺中,能够提升废钢的回收利用率,在此过程中,必须加强对废钢的质量控制,规避劣质废钢、废钢表面的杂质等影响转炉炼钢的质量,同时严格要求废钢的尺寸和重量,分辨危险物品,杜绝安全隐患,不断提升废钢的利用率,促进冶金行业节能减排目标的实现。
关键词:转炉炼钢;危险品;劣质废钢
引言
废钢一般是指切边、切头、切削、边角料等钢产品废料以及无法正常使用的报废的机械设备、车辆、船舶等的钢材料。据统计,全世界每年产生的废钢总量约占钢总产量的一半,其主要作为冶金行业炼钢的原材料。但是,目前国内有关废钢的资料较少,对于废钢缺乏科学、系统、合理的评估方案,其质量控制措施也并不完善,造成废钢利用率较低,因此,冶金行业应该对废钢的质量控制加以重视,以提升废钢的利用率,降低成本,提升企业效益。
一、废钢的应用现状
如图1所示,是边角料等钢产品废料,一般来说,这些废钢的应用范围主要包括电炉、铸造、转炉炼钢中。首先,对于电炉炼钢来说,其对废钢的质量有以下要求,为了确保电炉炼钢的能耗有所降低,对于废钢的尺寸有一定的要求,其尺寸需要较小,厚度应较薄,质量也不能过大。同时,为了确保电炉吹氧的压力得到减小,电炉炼钢要求废钢的含碳量不能过大。需要注意的是,一些冶金企业的电炉炼钢会使用大量的废钢作为原料,因此必须确保所使用的废钢的质量符合要求,这样才能确保电炉炼钢的产品质量达标。其次,对于铸造来说,其不包括氧化、精炼等,为了满足产品的化学成分要求,铸造一般是通过使用不同的钢材料进行组合,因此,铸造工艺一般都需要严格要求废钢原料的化学成分、尺寸大小等,以确保铸造产品的质量达标。最后,对于转炉炼钢来说,其废钢的用量相对来说较低,废钢在转炉炼钢中所起到的作用也和铸造、电炉炼钢不同,通常在转炉炼钢工艺中只作为冷却剂,其尺寸、化学成本、质量等要求也有所差别[1]。如图2所示是现代化的转炉炼钢设备,本文主要阐述转炉炼钢中废钢的质量控制。
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图1 钢产品边角料
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图2 现代化的转炉炼钢设备
二、转炉炼钢中废钢的质量控制要点
(一)危险品
一般地,危险品大体上分为以下三个大类,其一,放射性物质。其二,易燃易爆品,比如子弹、地雷等。其三,密闭容器。主要包括化工和冶金行业常用的气体,如氧气、乙炔等的储存瓶,其他具有安全隐患的密封容器等。
(二)废钢的化学成分
对于炼钢来说,硫、磷、铜等化学元素会对钢的质量产生不良的影响,进而影响后续的产品的正常使用,由于废钢的来源广泛,各类废钢中所含有的化学元素也不尽相同,并且许多元素都较难去除,如果废钢中的有害化学元素超出规定值,势必会导致钢产品质量不合格,造成人力物力成本增加,因此,在废钢的质量控制中,必须严格控制其化学成分。
(三)冶炼过程控制
在转炉炼钢中,需要控制的因素包括杂质含量、碳含量、生铁含量等,其中,需要控制杂质含量,以降低石灰等消耗;降低碳含量,以减少氧的用量;降低生铁含量,以降低最终的炼钢温度。
(四)废钢的尺寸和单重
废钢的质量控制还包括对其尺寸和单重的控制,一般采取重锤击碎的方式对大尺寸废钢进行处理,如果废钢的尺寸过大且不易被破碎,则在向炉中加入废钢的过程中,过大的废钢容易造成卡料,因此需要控制不易被破碎的废钢的尺寸。其次,废钢的单重过大时,废钢装入炉中的过程中,对炉衬进行撞击,容易造成炉衬被破坏,因此,还必须严格控制废钢的单重。
三、转炉炼钢中废钢的质量控制措施
(一)对危险品的质量控制措施
准确地对易燃易爆品、放射性物质等危险品进行识别是非常重要的,尤其是对于验收人员来说,在验收废钢时,相关负责人必须强化安全意识,有效地规避风险。对于含有放射性物质的废钢,必须严格按照相关要求进行控制,放射性污染物的值不能超过规定值。另外,转炉车间的温度一般较高,对于密闭容器来说,在高温下容易产生很大的压强,一旦密闭容器发生爆炸,会引发火灾等,埋下安全隐患,其后果将不堪设想,根据相关规定,废钢中严禁存在密封的物体或容器,以确保在对废钢进行转炉炼钢的过程中的安全性。
(二)对劣质废钢的规定
在废钢中很容易掺杂劣质的废钢,劣质废钢包括含有有害化学元素的废钢,其对转炉炼钢会产生较为负面的影响,比如说,当废钢中掺杂有镍、铜等化学元素时,将降低钢的清洁度。在一些管道材料的生产中,因为对于其综合性能要求并不高,因此有时会采用生铁件,这种情况则需要综合考虑生铁件中的硫和磷元素带来的负面影响。一般来说,劣质废钢很难完全避免,因此应该在确保转炉炼钢的质量的前提下,将劣质废钢率控制在很低的范围内[2]。
(三)对杂质的处理
废钢的来源较为广泛,因此不免存在着一些杂质,杂质的存在对于转炉炼钢也有产生影响,因此也应该将杂质含量控制在合理的较低的范围内,其中,杂质主要是指泥土、陶瓷、橡胶、油污等非金属材料,以及废钢表面的锈蚀。通常采用各种表面活性剂对废钢进行清洗,去除其表面的泥土、锈蚀等杂质。对于油污的处理,还可以采用预热的方法,直接烘烤废钢,使油污被燃烧去除,同时在烘烤过程中,也去除了废钢表面的水分。
四、结束语
废钢的总量巨大,对废钢采取合理的控制和检验措施,提升废钢的利用率,对于冶金行业的节能减排和转型升级来说具有重要的意义。但是目前,各冶金企业在废钢的验收和质量控制过程中,存在着没有按照严格的标准执行的现象,必须对此引起重视并采取具有针对性的措施,以提升废钢的利用率,降低冶金行业的资金成本,提升生产效益,助力冶金行业节能环保的发展。
参考文献:
[1]李艳红.转炉炼钢中废钢的质量控制论述[J].中国废钢铁,2016(3):29-32.
[2]杨兆香,张建国.电炉炼钢中关于废钢质量的管理论述[J].中国废钢铁,2014,000(004):38-42.