废钢的综合处理与利用

废钢的综合处理与利用
摘要：随着现代社会的快速发展，传统钢铁行业，传统的冶金工艺已经过了发展的高潮期，逐渐的开始走下坡路了，这也是很多外行人士对钢铁行业的看法，认为冶金是一个夕阳产业，没有广阔的发展道路，没有诱人的发展前景。

然而，这些看法是错误的，因为这些人不懂什么是冶金，不理解冶金的真正目标是什么，也不懂冶金不是一成不变的死板工艺流程，在他们眼里冶金就是把矿石挖出来，然后扔到高炉里面炼出铁水，然后铸造成各种铁制品，或者是炼成钢水然后制成各种的不锈钢、汽车零件什么的。

然而他们却不知道冶金行业已经开始转型了，我们不再是仅仅把矿石扔进高炉炼出铁水这么简单了，我们开始回收废钢废铁，我们开始发展直接炼铁，直接炼钢技术，并且已经取得了很大的进步和成果。

随着铁矿石开采的力度日益加大，我们可以清楚的看到，仅仅依赖于铁矿石去发展冶金，发展钢铁行业是不太现实的了，因为毕竟铁矿石是有限的，而人类的需求是无限的，在面对这样一个严重问题的时候，我们必须开辟新的道路去发展，这条路就是冶金资源的回收利用！试想一下，我们国家每年有多少的汽车报废，有多少的楼房建筑被拆迁，有多少的各种各样的废旧的钢铁被替换，这些都是属于冶金资源，是我们冶金工作者的开创冶金新技术的原材料，如果我们可以把这些废旧的钢铁材料回收，然后通过各种冶金新技术加以重新冶炼加工，那么我们就可以摆脱铁矿石资源日益匮乏的庸扰，我们可以做到真正的资源重复回收利用，实现绿色生产，资源再生。

废钢是一种再生资源，对它的综合利用比开发原生矿要节约大量能源。

数据上的体现在于，1 吨普通废钢相当于3～4 吨铁矿石，1～1.5 吨焦炭。

可见，废钢的回收利用是很有价值的。

对于合金废钢来说，视其品种和合金含量的多少，其冶金价值和当量能值，一般都要超过普通碳素废钢的几倍乃至几十倍。

在处理废钢铁时一般采用三种有效的方法，分别为：清洗、磁选、预热。

这里做下简单的介绍。

清洗：这种清洗就像平时我们吃水果的时候需要清洗一样，而废钢的清洗需要用各种不同的化学溶剂或热的表面活性剂，杭州钢材也是靠这些有效的处理剂来清除钢件表面的油污、铁锈、泥沙等。

看似简单，但实际上处理起来
工作量还是较大的。

磁选：磁选是利用固体废物中各种物质的磁性差异，在不均匀磁声中进行分选的一种处理方法。

磁选是分选铁基金属最有效的方法。

将固体废物输入磁选机后，磁性颗粒在不均匀磁声作用下被磁化，从而受到磁场吸引力的作用，使磁性颗粒吸进圆筒上，并随圆筒进入排料端排出；非磁性颗粒由于所受的磁场作用力很小，仍留在废物中。

磁选的意义在于把回收的废钢再进行分类，根据钢铁含量不同再进行回收利用，以便派上不同的用处。

预热：废钢经常粘有油和润滑脂之类的污染物，不能立刻蒸发的润滑脂和油会对熔融的金属造成污染。

露天存放的废钢受潮后，由于夹杂的水分和其他润滑脂和油会对熔融的金属造成污染。

露天存放的废钢受潮后，由于夹杂的水分和其他润滑脂等易汽化物料，会因炸裂作用而迅速在炉内膨胀，也不宜加入炼钢炉。

为此，杭州钢材采用预热废钢的方法，使用火焰直接烘烤废钢铁，烧去水分和油脂，再投入钢炉。

这个工艺则更为复杂，需要专业的仪器和工具。

国内废钢主要来自于社会废钢回收机构，其社会回收废钢约占全国废钢量的60%，是我国废钢的主要来源；其次是钢厂自产废钢；另外虽然我国已成为第一产钢大国，但我国的钢铁总体储量还不是很足，因此国内废钢总量还不能满足炼钢对废钢的需求，约有1/4 的量依靠进口，来弥补国内废钢资源的不足。

电炉炼钢是废钢资源的主要消耗大户，而随着电炉炼钢在钢铁行业的进一步扩大，对废钢资源的需求也将进一步扩大。

相对来说破碎机的加工范围更大，生产率更高，最重要最关键的是其能剔除杂物，若配以适当的分选设备，则更能将对炼钢有害的混在废钢里的有色金属分选出来，得到非常纯净优质黑色金属原料。

因而，废钢破碎生产线是目前世界上比较理想的废钢加工设备。

由于废钢资源不一，堆比密度不均，成分差异很大，反过来对电炉钢的发展有影响。

因此对废钢的预处理，可改善钢铁产品的性能和投入产出比。

目前废钢处理设备主要有三类：
一是打包压块设备，主要用来处理薄板、盘条及机械加工过程产生的切屑
等轻薄料，方便运输和提高堆比密度；
二是剪断设备，主要用来处理重型废钢和大型构件，便于入炉；
三是破碎设备，如金属破碎机，用来处理未分类混杂的低质废钢，得到纯净成份稳定的破碎钢。

经过以上金属破碎机设备的处理，无非都是达到以下目的：
①增加密度；是油漆桶破碎后变成小团。

②缩小体积；便于运输，变废为宝，保护环境。

③出渣净化。

粉碎后排去杂物，提高钢铁质量。

金属破碎机概述
目前国内市场上流行和占主导地位的金属破碎机，大多数都是在破碎机的原理上进一步改进，加上除尘设备，是钢铁和杂质彻底分离，提高钢铁质量，同时，对环境没有污染。

金属破碎机的产生与发展，与废钢行业的发展息息相关，最开始只为处理些轻薄料，随着认识的加深，以及破碎钢的优越性的显现，各种规格的破碎机得到不断开发，使用范围也越来越广，对家挺实用自行车，电器进行处理，配以适当的输送机和分选设备，可方便地组成废钢破碎生产线，无须拆解即可对家庭的自行车，费电器进行自动化生产处理加工，得到纯净的破碎钢和有色金属与可利用的非金属物质，进行筛选，分类保管。

破碎费铁费钢的优点
所谓“破碎钢”是指经过破碎机处理，即经破碎、分选后的废钢，破碎钢的铁金属含量一般在99%左右。

据资料，破碎钢作为炼钢原料至少有以下优点：1)收得率高。

即炼出的钢水与投入的废钢比例高。

2)每炉钢水的化学成分稳定。

3)钢水中的磷的含量低。

4)钢水中的硫的含量低。

5)和其他废钢混合加料时，破碎过废铁废钢可填充空隙，提高加料密度。

6)冶炼时，加料次数减少，省去了大量的劳动力。

7)冶炼时，电极破损减少。

8)冶炼时，炉内受热均匀。

9)炉内耐火材料衬里的寿命延长。

10)冶炼时，空气污染减少。

11)冶炼时，技术操作比较容易，简单。

12)每吨钢水的耗电量降低。

13)破碎钢的销售价格远高于其他方法加工出的废钢。

这些优势足以满足电炉炼钢对精料炼钢、缩短冶炼时间的一些基本要求；而纯净的破碎钢也可作为转炉炼钢的添加料。

金属破碎机原理分析介绍
其核心原理就是利用转子带动锤子击打的基本原理，在高速大扭矩电机的驱动下，主机转子上的锤头轮流击打进入容腔内的待破碎物料，通过衬板与锤头之间形成的空间，将待破碎物撕裂扭搓成合乎规格的破碎物。

根据金属破碎机的工作状况，可分成干式系统、湿式系统和半湿式系统。

干式系统主要是指破碎物须经过空气回旋分拣系统，把金属和非金属分离开，另外整个系统装有除尘装置。

湿式系统是指破碎的同时进行喷水，并且在分拣同时进行淋水清洗。

半湿式系统只是在破碎需要时，进行少量喷水，防止扬尘，并无清洗。

金属破碎机与技术开发
国内最早生产的是金属破碎机，采用的是半湿式系统，于1996 年投产，从目前的使用情况来看，其生产能力1--5 吨/小时的机型，有较多的富余，经常处于停机等料状态，设备的闲置率较高。

而且一次性资金投入比较小。

立足于用户使用要求，真正开始关键核心技术引进，是郑州东宏机械制造有限公司开始进行的。

他们一开始就认真进行市场调研，分析国内市场现状，确定适合我国国情的、达到既经济又满足市场需求的中小型金属破碎机。

从技术上分析：金属破碎机的主要结构特点是机身采用特厚钢板加斜撑的加强结构，能确保机器的强力破碎的超负荷要求，而且直接受力部分采用“榫头”结构，进一步提高机器的可靠性。

衬板、锤头采用特殊耐磨材料，提高了使用寿命；而且锤头采用活动安装结构，一旦遇到不可破碎物误入破碎机内，可以甩过而避开，同时可打开破碎机专置的不可破碎物排放门，将其从机内排除，从而降低对机器的破坏程度；带着锤头与隔套并高速旋转的主轴及独特的底栅板结构，是高生产效率的保障。

废钢主要用于长流程转炉中的炼钢添加料或短流程电炉的炼钢主料。

国内废钢资源由于受到淘汰年限的限制，所以基本处于废钢资源的贫乏时期，满足不了钢铁工业快速发展的需要，2005 年，国内主要钢厂废钢单耗为169.08 千克，比2004 年的220 千克有较大幅度的降低，幅度达到了
23%。

2005 年进口废钢约1020 万吨，出口量可以忽略不计，废钢需求量将达6190 万吨，生产回收1043 万吨。

目前世界每年产生的废钢总量为3~4 亿吨，约占钢总产量的45~50%，其中85~90%用作炼钢原料，10~15%用于铸造、炼铁和再生钢材。

钢铁工业主要的铁源为铁矿石。

每生产1 吨钢，大致需要各种原料(如铁矿石、煤炭、石灰石、耐火材料等)4~5 吨,能源折合标准煤(指发热值为7000 千卡/ 公斤的煤)0.7~1.0 吨。

而利用废钢作原料直接投入炼钢炉进行冶炼，每吨废钢可再炼成近1 吨钢,可以省去采矿、选矿、炼焦、炼铁等过程，显然可以节省大量自然资源和能源。

目前在炼钢金属料中，废钢已占总量的35%左右,由铁矿石炼得的生铁占总量的65%左右;因此，废钢的利用，引起社会的普遍重视，被称为"第二矿业"。

许多国家缺乏铁矿或铁矿品位不断下降，对废钢更为重视。

废钢的供销，已成为一个重要的国际市场。

20 世纪70 年代以来，世界上以废钢作
原料的电炉钢产量，有较大的发展，也说明废钢的利用范围日益扩大。

由于废钢的大量应用，目前世界生铁产量仅为钢产量的72%。

各种炼钢方法利用废钢的程度是不同的。

氧气转炉炼钢一般可用15~25% 的废钢，采用预热废钢技术则可用废钢30~40%;平炉炼钢理论上可以100%用废钢，但一般用量为20~60%;电弧炉炼钢几乎全部利用废钢作原料。

废铁一般作高炉炼铁或铸铁原料，少量干净废铁也用作炼钢原料。

大型钢铁联合企业炼钢原料以生铁为主，以废钢为辅。

独立钢厂、特殊钢厂和近年发展起来的小钢厂都以废钢为主要原料。

在我国，钢材市场供需两旺，钢铁工业继续加快发展，对废钢铁资源的需求量大幅增加。

2008 年，我国粗钢积累量为5.02 亿吨，大部分为近些年生产的，废钢积蓄量为??亿吨。

2007 年我国实际用于炼钢的废钢消耗总量为6850 万吨，其中钢铁企业自产废钢2700 万吨，社会采购废钢4310 万吨，用炼钢的进口废钢120 万吨，废次材外销及增加库存280 万吨。

随着世界文明的进步，全球未来的钢铁工业，电炉将会逐步替代转炉，废钢将会逐步替代铁矿石，而少量的铁矿石应用将作为资源自然消耗的补充，真正成为与自然和谐的生态工业。

由于国际市场铁矿石市场价格的不断上升，国内电力供给能力的增强，以及国内废钢产出量的增长，预计今后我国电炉生产能力将会出现较快的增长，市场需求也将有所上升。

新电炉钢产能的建设效益与传统流程相比，差距将会大大减小。

因而，可以预计钢铁行业对废钢的需求也会出现快速增长。

另外，随着国家重点工程的建设和城镇化建设的实施等，对钢铁的需求量增长较快，而我国铁矿石资源短缺且世界铁矿石资源有限，钢铁企业趋向发展循环经济，因此废钢的需求将会出现快速增长，开发前景广阔。

废钢铁是钢铁工业可持续发展的重要资源，尤其是电炉炼钢重要的、必不可少的原料，同时也是转炉钢中效果最好的冷却剂。

为了不影响炼钢工艺流程的正常进行、确保成品钢件的质量，必须选用优质的废钢铁原料加入钢炉;亦即废钢铁必须满足一定的技术要求方可可作为原料使用。

这是因为废钢铁在收集过程中，常夹带或沾染一些杂质成分，如防蚀处理所镀上的锌、铝、镍、铜等有色金属，这些金属在电弧炉炼钢过程中会因电弧产生的高温及吹氧助熔，导致钢液沸腾，并造成钢液中锌、铅、镉等危害环境的有毒元素大量挥发。

又如，民间收集的废钢铁中，除其自身所含杂质环外，还常夹杂一些塑料、油脂等有机物，在拆船废铁及汽车废料表面常有一层很厚的油漆涂装层，这些有机物在高达1000 多摄氏度的高温下，将形成一氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有毒物质，不仅会造成环境污染，并且会使得钢材的孔洞类缺陷大大增加。

因此，在废钢铁入炉前，必须进行彻底分选、清洗等前期处理，使之符台不同用途对于废钢铁原料的技术标准。

炼钢过程，主要是实现"五脱一化"，即脱碳、脱磷、脱硫、脱氧、脱气体夹杂和合金化。

冶金工业对废钢提出了比较详细的技术要求。

●废钢的硫、磷含量各不得大于0.08%。

●废钢内不得混有铁合金、有色金属和其他杂质;非合金钢、低合金钢可混放
一起，但其中不得混有合金废钢和生铁;合金废钢内不得混有非合金钢、低合金钢和废铁;废铁内不得混有废钢。

●废钢铁表面不应存在泥块、水泥、黏砂、橡胶等。

●废钢铁表面的油污应予以清除。

●废钢中不允许有两端封闭的管状物、封闭器皿、易燃易爆物品、放射性及
有毒物品。

●废钢铁中不允许有成套的机器设备及结构件。

●废旧武器必须做技术上的安全检查和处理。

需要指出的是，废钢的清洁度、外形尺寸等一般用目测检验，化学分析可在成批量交货时抽取试样进行。

废钢铁成批量交货时，应根据其类别、钢组进行分类。

尤其是合金废钢，应尽可能根据GB/T4223-1996 规定，按照67 个钢组的分类标准进行分类，这样不仅有利于台金废钢的熔炼，还可以回收其中的合金元素。

从以上的各种信息来看，我国正在大力发展废钢的回收利用，利用废钢炼钢，摆脱国产铁矿石品位差的束缚，也摆脱进口铁矿石的经济压力，随着社会的发展，我国的废钢回收量在在逐年增加，利用率也在逐渐的提高，相信在不久的将来，我国的冶金行业，钢铁行业会迎来一个蓬勃发展的高潮期，只要我们能够大力的去发展冶金资源的回收利用，我们就能够尽快的摆脱传统钢铁冶金的弊病，走进冶金的新世界！
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！冶金资源的回收利用，不是一天两天就可以完成的，需要一代代的冶金工作者一点点的去落实去努力。

我们必须要明确，冶金资源的利用是未来冶金行业发展的必经之路，也可以说是唯一的路。

我们必须去实现它，完成它。