Algunos elementos residuales permanecerán en el producto de acero final debido al proceso de fusión de la chatarra.
Elementos como el Zn, el Pb y el Sb, con altas presiones de vapor, se eliminan fácilmente por evaporación a temperaturas de fabricación de acero. Sin embargo, elementos como el Cu y el Sn son difíciles de eliminar con métodos convencionales de fabricación de acero debido a que su potencial de oxidación es inferior al del Fe. El Cu, el Sn, el Sb y el As tienden a concentrarse en la superficie del acero, donde su contenido puede alcanzar de 20 a 140 veces el nivel promedio. A temperaturas de laminación de entre 1000 y 1300 °C, estos elementos pueden entrar en fase líquida y penetrar a lo largo de los límites de grano en la superficie de la palanquilla, formando una red de grietas durante el laminado.
La cantidad de elementos residuales nocivos en la chatarra, derivada del reciclaje y el recubrimiento de productos de acero, ha aumentado considerablemente. Estos elementos residuales, durante la solidificación del acero y el enriquecimiento de los productos, reducen sus propiedades mecánicas y, en la fundición, pueden causar fugas, reducir la vida útil de la tapa del horno y otros riesgos. Diversos materiales de horno, como la chatarra, el hierro, los sustitutos de la chatarra (como el hierro de alta resolución [DRI]) y las ferroaleaciones, pueden aportar cierta cantidad de elementos residuales. El contenido de elementos residuales del DRI es mínimo, al igual que el del arrabio. La chatarra es la principal fuente de elementos residuales.
Los elementos de impurezas nocivos como Sb, Sn y As tienden a segregarse en los límites de grano o subgrano, lo que reduce significativamente la resistencia a la fatiga, la resistencia a la corrosión bajo tensión y la resistencia a la fluencia térmica de los aceros aleados resistentes al calor de temperatura alta y media, y aumenta su fragilidad.
Con el reciclaje repetido de chatarra y productos de acero revestido, la concentración de elementos residuales tiende a acumularse. Durante la solidificación, este enriquecimiento de elementos residuales puede degradar las propiedades mecánicas de los productos de acero. Además, durante la fundición, pueden causar problemas como fugas de acero fundido y una reducción de la vida útil de la tapa del horno.
Diversos materiales de carga del horno, como la chatarra, el arrabio, los sustitutos de la chatarra (p. ej., el hierro de reducción directa [DRI]) y las ferroaleaciones, pueden introducir elementos residuales. Entre ellos, el hierro de reducción directa (DRI) contiene el nivel más bajo de residuos, seguido del arrabio. La chatarra sigue siendo la principal fuente de elementos residuales.
Actualmente, además de controlar estrictamente la calidad de la chatarra, el principal método para reducir el contenido de elementos residuales es sustituirla parcialmente por materiales de horno de bajo contenido residual. Entre los sustitutos comunes se encuentran el hierro de reducción directa (DRI), el hierro de alto horno, el arrabio frío, el hierro granulado descarburado y el carburo de hierro.
