Alguns elementos residuais permanecerão no produto final de aço devido ao processo de fusão de sucata.
Elementos como Zn, Pb e Sb, que apresentam altas pressões de vapor, podem ser facilmente removidos por evaporação em temperaturas de fabricação de aço. No entanto, elementos como Cu e Sn são difíceis de remover usando métodos convencionais de fabricação de aço porque seus potenciais de oxidação são menores que os do Fe. Cu, Sn, Sb e As tendem a se concentrar na superfície do aço, onde seu teor pode atingir de 20 a 140 vezes o nível médio. Em temperaturas de laminação entre 1000 e 1300 °C, esses elementos podem entrar em fase líquida e penetrar ao longo dos contornos de grão na superfície do tarugo, formando uma rede de trincas durante a laminação.
Elementos residuais nocivos na sucata: com a reciclagem de sucata e o revestimento de produtos de aço, o número de elementos residuais aumenta cada vez mais. Esses elementos residuais na solidificação do aço, quando o comportamento de enriquecimento dos produtos de aço reduz as propriedades mecânicas, também podem causar vazamentos na fundição, redução da vida útil da cobertura do forno e outros riscos. Todos os tipos de materiais de forno, como sucata, ferro, sucata substituta (como DRI) e ferroligas, podem conter uma certa quantidade de elementos residuais. O teor de elementos residuais do DRI é o mais baixo, enquanto o teor de elementos residuais do ferro-gusa também é baixo. A sucata é a principal fonte de elementos residuais.
Elementos de impurezas nocivas, como Sb, Sn e As, tendem a segregar nos contornos de grãos ou subcontornos de grãos, reduzindo significativamente a resistência à fadiga, a resistência à corrosão sob tensão e a resistência à fluência térmica de aços de liga resistentes ao calor de alta e média temperatura, e aumentando sua fragilidade.
Com a reciclagem repetida de sucata e produtos de aço revestidos, a concentração de elementos residuais tende a se acumular. Durante a solidificação, esse enriquecimento de elementos residuais pode degradar as propriedades mecânicas dos produtos de aço. Além disso, durante a fundição, eles podem causar problemas como vazamento de aço fundido e redução da vida útil da tampa do forno.
Diversos materiais de carga do forno — como sucata, ferro-gusa, substitutos de sucata (por exemplo, DRI) e ferroligas — podem introduzir elementos residuais. Entre eles, o ferro de redução direta (DRI) contém o menor nível de resíduos, seguido pelo ferro-gusa. A sucata continua sendo a principal fonte de elementos residuais.
Atualmente, além do controle rigoroso da qualidade da sucata, o principal método para reduzir o teor de elementos residuais é a substituição parcial da sucata por materiais de forno com baixo teor de resíduos. Substitutos comuns incluem ferro de redução direta (DRI), ferro de alto-forno, ferro-gusa frio, ferro granulado descarbonetado e carboneto de ferro.
