В результате процесса переплавки лома в конечном стальном продукте остаются некоторые остаточные элементы.
Такие элементы, как Zn, Pb и Sb, имеющие высокое давление паров, можно легко удалить испарением при температурах выплавки стали. Однако такие элементы, как Cu и Sn, трудно удалить с помощью обычных методов выплавки стали, поскольку их окислительный потенциал ниже, чем у Fe. Cu, Sn, Sb и As имеют тенденцию концентрироваться на поверхности стали, где их содержание может достигать 20–140 раз выше среднего уровня. При температурах прокатки от 1000 до 1300 °C эти элементы могут переходить в жидкую фазу и проникать вдоль границ зерен на поверхности заготовки, образуя сеть трещин во время прокатки.
Вредные остаточные элементы в ломе при переработке лома и покрытии стальных изделий во много раз увеличиваются, эти остаточные элементы при затвердевании стали, когда поведение обогащения стальных изделий снижает механические свойства, плавка также может вызвать утечку, сокращение срока службы крышки печи и другие опасности. Все виды материалов печи, такие как лом, железо, заменители лома (например, DRI) и ферросплавы, могут привносить определенное количество остаточных элементов, содержание остаточных элементов в DRI является самым низким, содержание остаточных элементов в чугуне также низкое, лом является основным источником остаточных элементов.
Вредные примесные элементы, такие как Sb, Sn и As, имеют тенденцию сегрегировать на границах зерен или субзеренных границах, что значительно снижает усталостную прочность, стойкость к коррозии под напряжением и сопротивление термической ползучести высоко- и среднетемпературных жаропрочных легированных сталей, а также увеличивает их хрупкость.
При многократной переработке лома и изделий из стали с покрытием концентрация остаточных элементов имеет тенденцию к накоплению. Во время затвердевания это обогащение остаточных элементов может ухудшить механические свойства изделий из стали. Кроме того, во время плавки они могут вызывать такие проблемы, как утечка расплавленной стали и сокращение срока службы крышки печи.
Различные шихтовые материалы, такие как лом, чугун в чушках, заменители лома (например, DRI) и ферросплавы, могут вносить остаточные элементы. Среди них железо прямого восстановления (DRI) содержит наименьший уровень остатков, за ним следует чугун в чушках. Лом остается основным источником остаточных элементов.
В настоящее время, помимо строгого контроля качества лома, основным методом снижения содержания остаточных элементов является частичная замена лома низкоостаточным печным материалом. Распространенными заменителями являются железо прямого восстановления (DRI), доменный чугун, холодный чугун, обезуглероженное гранулированное железо и карбид железа.
