哪种废铁适合电弧炉使用？

纯净、致密、尺寸适中、成分可控。

下面我将从几个方面详细解释什么样的废钢适合电弧炉,以及为什么。

理想的废钢类型 (适合电弧炉的“好料”)

电弧炉最青睐的废钢是“重型废钢”和“优质废钢”。

重型废钢

这是电弧炉的“主食”，因为它密度大、杂质少、化学成分相对稳定，且装炉密度高，能有效缩短熔化时间，降低电耗。

• 重型废钢：通常指单重大于60公斤，厚度大于6毫米的废钢。
• 常见形态：
  • 钢板/钢坯切头/切尾：来自轧钢厂，成分单一，非常纯净。
  • 重型废钢梁/工字钢：建筑结构钢，成分稳定，但需要注意表面是否有油漆、镀层等。
  • 报废的机械零件：如齿轮、轴、法兰盘等，通常是中高碳钢或合金结构钢，价值较高。
  • 报废的船体/桥梁钢：大块、致密，是优质的电炉原料，但需严格分析其成分，特别是合金元素和有害元素。

优质废钢

这类废钢通常有明确的来源和牌号,成分清晰，是生产高附加值钢材（如合金钢、优质碳素结构钢）的理想原料。

• 常见形态：
  • 汽车废钢：特别是“破碎料”中的高密度部分，如车架、发动机块、变速箱等，它们成分相对可控（主要是低碳钢），但必须严格剔除有色金属（铜、铝）和非金属杂质（橡胶、塑料）。
  • 报废的工业设备：如压力容器、管道（需注意是否含Cr、Ni等合金元素）、机床等。
  • 钢厂/机械加工厂的边角料/料头：这是最纯净的废钢之一，成分单一，几乎没有杂质。

不适合或需要严格处理的废钢类型 (电弧炉的“禁忌”)

以下类型的废钢会给电弧炉带来巨大麻烦,应尽量避免或进行预处理。

有色金属污染

这是电弧炉炼钢的头号“杀手”，一旦混入，几乎无法去除，会严重污染整炉钢水。

• 铜：对绝大多数钢种都是有害元素，它会降低钢的表面质量（产生“热脆”），并降低钢的强度和韧性，来源：铜管、电线、散热器、黄铜/青铜零件。
• 锡、铅、锌、砷：这些是“剧毒”元素，即使微量也会使钢材变脆，完全失去使用价值，来源：镀锡板（马口铁）、铅酸电池、镀锌板、电子元件。
• 铝：会与炉渣中的氧化硅反应生成Al₂O₃，导致炉渣粘稠，影响电弧稳定和脱磷，来源：铝合金零件、易拉罐（注意：现在有专门回收易拉罐的炉子，因为它可以作为一种脱氧剂和增碳剂，但必须在特定条件下使用）。

处理方式：必须通过人工分拣、磁选、风选、X射线分选等方式，在入炉前彻底清除。

非金属杂质

这些杂质不熔化,会漂浮在钢水表面，污染炉渣，并可能被卷入钢水中形成夹杂物，影响钢材质量。

• 橡胶、塑料、木材、布料：燃烧会产生大量气体（H₂, CO等），导致钢水“沸腾”，增加钢中氢、氧含量，产生气孔，燃烧还会产生烟尘，污染环境。
• 泥沙、石块、耐火材料：会稀释钢水中的合金元素，增加炉渣量，并可能成为非金属夹杂物。
• 玻璃、陶瓷：耐高温，难以熔化，会严重损坏炉底和炉壁。

处理方式：入炉前必须进行彻底的清洁和分拣。

尺寸过小或过轻的废钢

• 轻薄料/打包料：如废钢屑、薄铁皮、汽车破碎料中的轻质部分。
  • 缺点：密度低，装炉时会形成“搭桥”现象，即上层料压实，下层悬空，导致电弧无法直接接触废钢，熔化效率极低，电耗剧增。
  • 优点：比表面积大，熔化速度快，但前提是能解决“搭桥”问题。
  • 解决方案：通常需要压制成“压块”，以提高其堆密度，才能用于电弧炉。

成分复杂或未知的废钢

• 来源混杂的废钢：如城市垃圾中的废金属，成分极其复杂，无法预测其合金元素和有害元素的含量。
• 镀层/涂层废钢：如镀锌板、镀锡板、油漆过的钢板，涂层在高温下会分解，产生有毒气体（如锌蒸气、二噁英），并污染钢水。
• 来源不明的合金钢：可能含有多种未知合金元素，难以控制最终产品的化学成分。

处理方式：必须进行严格的化学成分分析，或者用于要求不高的普通钢种生产，最好按成分进行分类堆放。

关键的质量指标

电炉厂在采购废钢时,主要关注以下几个指标：

1. 尺寸和密度：决定了装料效率和熔化速度。
2. 化学成分：特别是 C（碳）、Si（硅）、Mn（锰）等有益元素，以及 P（磷）、S（硫）、Cu（铜）、Cr（铬）、Ni（镍）等元素的含量，这直接关系到合金成本和钢材性能。
3. 纯净度：有无有色金属、非金属杂质等。
4. 物理状态：是否干燥、无油污、无爆炸物（如密封的容器）。

为电弧炉选择合适的废钢,是一个“科学配比 + 严格管理”的过程，现代电弧炉炼钢厂通常会建立一个废钢预处理中心，对不同来源的废钢进行分类、破碎、清洗、压块和成分检测，以确保入炉废钢的质量，从而实现高效、低成本、高质量的炼钢生产。