廢鋼鐵，是指已報廢的鋼鐵產(chǎn)品（含半成品）以及機器、設(shè)備、器械、結(jié)構(gòu)件、構(gòu)筑物及生活用品等鋼鐵部分 。它是電弧爐煉鋼的基本原料，用量約占鋼鐵料的70－90％。對氧氣轉(zhuǎn)爐而言，廢鋼既是金屬料，又是冷卻劑。廢鋼鐵是二次煉鋼鐵源。世界鋼產(chǎn)量的一半是來自廢鋼。

1、煉鋼鐵源分為一次鐵源、二次鐵源。

一次鐵源是來自自然界的鐵礦石。一次資源的利用是“動脈”流程，因為它是來自自然界的“新鮮”鐵源。目前，一次鐵源主要有：

（1）熱鐵水。主要供氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼。近年來，電爐部分熱裝鐵水的煉鋼工藝呈發(fā)展趨勢。

（2）生鐵塊或粒鐵，主要用于電爐煉鋼工藝。

（3）直接還原鐵（DRI、HBI）。主要用于電爐煉鋼，與廢鋼鐵和生鐵塊混合使用。

（4）碳化鐵（Fe3C）。這是一種新發(fā)展起來的鐵源，電爐和轉(zhuǎn)爐煉鋼都可以使用。

二次鐵源是人類社會活動產(chǎn)生的廢棄物－廢鋼鐵。二次鐵源的利用是“靜脈”流程。

就煉鋼用兩種鐵源作以比較，一次鐵源中有害殘余元素含量很少，但其制備流程較長，投資大，能耗高。二次鐵源再生流程較短，基建投資少、建設(shè)期短、綜合能耗低、工藝靈活，其主要問題是有殘余元素在廢鋼循環(huán)中的積累，影響產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。圖1所示鐵源與鋼鐵生產(chǎn)流程相互關(guān)系。

鐵源與鋼鐵生產(chǎn)流程相互關(guān)系

廢鋼是一種載能和環(huán)保資源，同采用礦石煉鐵后再煉鋼相比，用廢鋼直接煉鋼可節(jié)約能源60％，減少廢物排放80%；在通過清除和處理折舊廢鋼和垃圾廢鋼改善環(huán)境的同時，更重要的是節(jié)約了原材料，煉鋼時，每用1噸廢鋼可節(jié)省約1.7噸鐵礦石，0.68噸焦炭和0.28噸石灰石。煉鋼生產(chǎn)中，電爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼均消耗廢鋼，廢鋼需求量很大。廢鋼資源的社會積蓄量、廢鋼的年產(chǎn)生量、廢鋼的進口量、廢鋼市場的價格等極大的制約煉鋼生產(chǎn)中廢鋼使用量及電爐鋼與轉(zhuǎn)爐鋼的比例。

我國是一個發(fā)展中國家，工業(yè)化進程短，社會廢鋼資源不足，又是一個世界產(chǎn)鋼量**的國家（2007年中國鋼產(chǎn)量4.89億噸，占世界鋼產(chǎn)量的36.4%,約是產(chǎn)量居第2位日本、第3位美國和第4位俄羅斯三國產(chǎn)鋼量總合的1.7倍）。目前中國廢鋼短缺，已成為世界上廢鋼進口的主要國家之一。

為了充分利用各種廢鋼鐵資源，并使之能適用于煉鋼過程以提率和降低成本，必須有效地對各種廢鋼進行加工處理。廢鋼處理的任務(wù)包括，揀選，解體和收集廢鋼，隨后經(jīng)濟地，盡可能地去除各種鋼中不要的有色金屬（如錫、銅等）和非金屬有害雜質(zhì)，并加工成為易于裝運和適合于煉鋼條件的具有一定尺寸、形狀和致密度的廢鋼爐料。

2、廢鋼鐵的來源

一般說，廢鋼鐵按其來源可以分為四類：返回廢鋼（自產(chǎn)廢鋼）、加工廢鋼、折舊廢鋼、進口廢鋼。① 鋼鐵廠內(nèi)的“返回廢鋼”，又稱“自產(chǎn)廢鋼”，它是在煉鋼、軋鋼和精整的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，以各種切頭和廢品的形式存在。這類廢鋼沒有混入其它元素，且形狀較規(guī)則，幾乎能立即裝入煉鋼爐。它的加工準備工作量一般很小，隨著它的產(chǎn)生在煉鋼廠內(nèi)就可處理掉。這種廢鋼占總廢鋼比例各國不盡相同，一般在30－50％。但隨著連鑄、連軋、無頭軋制等工藝技術(shù)的不斷進步及工業(yè)化進程加快，使金屬收得率與軋鋼成材率不斷提高，使得自產(chǎn)廢鋼量不斷下降。

②鋼鐵制品的制造工業(yè)中產(chǎn)生的“加工廢鋼”，大多是沖壓邊角料、車屑、料頭等。如滾珠軸承鋼的鋼材利用率一般只有50％左右，約有一半鋼材在制造中成了廢鋼。除車屑外，加工廢鋼一般沒混入其它元素，所以只要進行簡單的打包、壓塊、相當快地就能送至鋼廠使用。這種廢鋼約占廢鋼總量的20－25％。但隨著鋼鐵產(chǎn)品近終型制造技術(shù)進展、表面質(zhì)量的提高、尺寸公差的減小和機械加工工業(yè)的技術(shù)進步、這種廢鋼比例會逐漸減小。

③各種報廢的設(shè)備、汽車、船只，建筑結(jié)構(gòu)等所獲得的廢綱，稱為“折舊廢鋼”。這種廢鋼約占廢鋼總量的20－25％。隨著社會發(fā)展的進步，積累的增加，這種廢鋼的比例會不斷增加。折舊廢鋼往往是要用幾年甚至幾十年的時間才能送回鋼廠使用，它是不干凈的廢鋼，非但混入了許多其它元素和非金屬雜質(zhì)，而且形狀和尺寸又是多種多樣，極不規(guī)則，使處理工作更加困難。同時，城市垃圾中回收的廢鋼，其中主要是灌頭、鐵筒等輕薄料也歸到“折舊廢鋼”中。

目前廢鋼處理技術(shù)和設(shè)備的研制，大多是針對“折舊廢鋼”的。

④對一個國家而言，廢鋼資源還有一個來源，那就是“進口廢鋼”。

返回廢鋼（自產(chǎn)廢鋼）和加工廢鋼是在鋼鐵生產(chǎn)和鋼鐵加工產(chǎn)品中產(chǎn)生的，后者通常在較短的時間內(nèi)就能返回鋼鐵工業(yè)，因此又稱“短期廢鋼”，而折舊廢鋼，一般要經(jīng)過一段較長的時間才能返回鋼鐵工業(yè)，所以，又稱“長期廢鋼”，如汽車鋼回收期10－15年，建筑物和橋梁鋼回收期50－100年。廢鋼的積累是與世界鋼鐵貯存量成正比的，據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界累計鋼鐵貯存量已超過200億噸。

3、廢鋼鐵分類

廢鋼鐵來源復雜、品種繁多，不同規(guī)格、成分的廢鋼鐵對電爐煉鋼的作用不同，因此，將廢鋼鐵按尺寸、形狀、成分、密度等要求分成許多類別，進行合理分類。

世界各產(chǎn)鋼國家根據(jù)各自的煉鋼條件和廢鋼加工處理的狀況都有自己的分類細目。

我國廢鋼鐵現(xiàn)執(zhí)行標準為《廢鋼鐵》GB4223-2004。

將廢鋼鐵分為廢鐵和廢鋼兩大類:

①廢鐵 廢鐵的碳含量一般大于2.0%。優(yōu)質(zhì)廢鐵的硫含量（質(zhì)量分數(shù)）和磷含量（質(zhì)量分數(shù)）分別不大于0.07%和0.40%。普通廢鐵、合金廢鐵的硫含量（質(zhì)量分數(shù)）和磷含量（質(zhì)量分數(shù)）分別不大于0.12%和1.00%。高爐添加料的含鐵量應(yīng)不小于65.0%。

廢鐵按其用途分為熔煉用廢鐵和非熔煉用廢鐵。

②廢鋼 廢鋼的碳含量一般小于2.0％，硫含量、磷含量均不大于0.050％。

非合金廢鋼中殘余元素應(yīng)符合以下要求：鎳的質(zhì)量分數(shù)不大于0．30％、鉻的質(zhì)量分數(shù)不大于0.30％、銅的質(zhì)量分數(shù)不大于0.30％。除錳、硅以外，其他殘余元素含量總和質(zhì)量分數(shù)不大于0.60％。

廢鋼按其用途分為熔煉用廢鋼和非熔煉用廢鋼。熔煉用廢鋼按其化學成分分為非合金廢鋼、低合金廢鋼和合金廢鋼。非熔煉用廢鋼不再分類。

4、對廢鋼的一般要求

為滿足電爐的冶煉工藝、鋼水質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟指標、操作等，對廢鋼的一般要求如下：

（1）廢鋼中不得混有鋁（Al）、錫（Sn）、砷（As）、鋅（Zn）、銅（Cu）、鉛（Pb）等有色金屬。這些元素在冶煉過程中難以去除，不但會影響鋼的純凈度，而且還會破壞鋼的質(zhì)量，造成電爐爐體的損壞，惡化技術(shù)經(jīng)濟指標。

②廢鋼表面應(yīng)清潔少銹。廢鋼中沾有大量泥砂、爐渣、耐火材料、水泥等物，會降低爐料的導電性能，延長熔化時間，并會降低爐渣堿度，影響氧化期去磷效果以及侵蝕爐襯。同時還會增加造渣石灰消耗，進而增加電耗，降低生產(chǎn)率。銹是含水的鐵氧化物，嚴重時會降低鋼和合金的收得率，增加鋼中的含氫量。

③廢鋼化學成分應(yīng)明確，限制硫、磷含量。

④廢鋼中不得混有密封容器、易燃物、爆炸物、有毒物和放射性物質(zhì)，保證，清潔生產(chǎn)。

⑤入爐廢鋼要有合適的塊度，外形尺寸。大塊廢鋼裝料時易砸壞爐體，同時容易造成爐內(nèi)塌料，砸壞電極。廢鋼尺寸過大，會給裝料造成困難，另外，大塊廢鋼在爐內(nèi)熔化緩慢，影響電耗、生產(chǎn)率等指標。

⑥對入爐廢鋼中的輕薄料要求是：具有一定的塊度、堆比重。塊度太小，爐內(nèi)爐料過于致密，不利于廢鋼的快速熔化。堆比重太小，無疑要增加裝料次數(shù)（通常應(yīng)控制在2－3次為佳），而電爐每少加一次料，可降低電耗10－20KWH/t，縮短出鋼到出鋼時間10min左右，明顯提高生產(chǎn)率。

5、 廢鋼處理工藝裝備技術(shù)

為使廢鋼適于運送、裝料和合理、有效地熔煉，需要將它加工成具有一定尺寸密度，清潔的可入爐廢鋼。對于不同類型的廢鋼應(yīng)該因材制宜地采用不同的加工處理方法。廢鋼處理廠設(shè)置也選擇不同的地點，美國等發(fā)達的產(chǎn)鋼國，設(shè)有專業(yè)的廢鋼處理廠，是社會公用的，不是隸屬于那個鋼鐵廠，這樣的處理廠由于專業(yè)化管理，無論是在處理廢鋼質(zhì)量上還是在成本上，都具有競爭力。中國主要還是在鋼鐵廠內(nèi)部，設(shè)有廢鋼處理車間進行廢鋼處理。但近期也已出現(xiàn)了專業(yè)化廢鋼處理廠。

目前采用的廢鋼加工方法有：對重型廢鋼主要采用氣割、剪切、落錘和爆破等方法；對輕薄料則采用破碎機、分選法等；對于切屑是在破碎、去油、分選后采用冷或熱壓塊的方法使之致密；也可將切屑先熔化成料錠。

5.1、廢鋼的破碎處理技術(shù)

將不易入爐、運送、分選的大尺寸、特殊形狀的廢鋼進行破碎的方法有：氣割、落錘、爆破、剪切、切碎機破碎等方法。

（1）氣割法：

處理大型廢鋼需用氣割法破碎。常用的有乙炔氣割、氧氣氣割和等離子氣割等。

（2）落錘法：

對鑄鐵件，如鋼鐵模、鐵水包中的殘余廢鐵，帶生鐵的渣等脆性易碎物一般用落錘法砸碎。落錘法是通過一定重量的重錘（通常重5－10噸）從高處落下，靠落錘釋放的重力勢能，將擊中物破碎來實現(xiàn)的。一般砸碎作業(yè)需要對周邊環(huán)境做周密的保護措施，防止碎片飛出傷人、傷物。

（3）爆破法：

只有在處理大型的廢鋼鐵物件（如：軋輥、大型錠模、凝固在盛鋼桶或鐵水包中的大塊鋼鐵等）時，才采用爆破法。此類作業(yè)應(yīng)由爆破專業(yè)人員來完成。通常在用混凝土澆灌的或里邊用鋼錠模砌鋪的專門坑內(nèi)進行爆破，坑上用大塊的厚鋼板蓋嚴。

（4）剪切法：

當廢鋼的尺寸或厚度較大時，打包非常困難，要想使其成為合適的爐料，便需用剪切的方法把它切成短段。近年來主要采用液壓剪切機、剪切機的規(guī)格尺寸、剪切能力已標準化、系列化了。一般是通過上料輥道或吊車上料，將廢鋼送到剪切口前，經(jīng)側(cè)向推板預壓后，由剪切機的（液壓傳動）垂直下刀片來完成剪切。圖2所示為某工廠的1000噸剪切機工作原理圖，表示了剪機從靜止狀態(tài)圖2（a），側(cè)推板A、B打開上料圖2（b），側(cè)推板預壓緊圖2（c），上壓板C壓下，同時輔助壓板E壓緊圖2d，上剪切刃D下降剪切開始，輔助壓板E打開，剪切動作完成圖2（e），剪機復位，準備下個周期剪切圖2（f）。這種剪切機能處理大部分重型材料，包括汽車，船舶廢鋼、梁、管和結(jié)構(gòu)廢鋼等。

（4）破碎法：

廢鋼破碎生產(chǎn)線是利用錘頭高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動能進行廢鋼破碎，在破碎中可將廢鋼鐵表面的鐵銹、油漆等表面污物剝離，再在磁選設(shè)備的作用下，可得到一定塊度規(guī)格的純凈的破碎鋼。它對處理未分類混雜的低質(zhì)廢鋼和報廢小汽車，作用尤其明顯，是當前改善廢鋼質(zhì)量現(xiàn)實的工具。

朝暉環(huán)境自主研制的報廢汽車&金屬廢料破碎分選處理線可以處理帶發(fā)動機或不帶發(fā)動機的經(jīng)壓扁或為未經(jīng)壓扁的整部小汽車；經(jīng)剪切或打包，密度不大1t/m3的輕薄物料；板厚小于6mm，寬度小于2.6米，長度不超過5米廢鋼板；家用電器如空調(diào)、洗衣機、冰箱等。采用了雙軸齒破機+錘式金屬粉碎機方式，在破碎中可將廢鋼鐵表面的鐵銹、油漆等表面污物分離，再在磁力分選裝置作用下，將廢鋼鐵中混雜的有色金屬、塑料和橡膠等非金屬廢物單獨歸堆。不但可獲得純凈的破碎鋼，還可通過人工挑選回收的有色金屬。純凈的破碎鋼的堆積密度可達1.2t/m3左右，是理想的電爐煉鋼爐料。

經(jīng)破碎機處理后的破碎鋼煉鋼具有以下優(yōu)點：收得率高，即煉出的鋼水與投入的廢鋼的比例高；每爐鋼水的化學成分穩(wěn)定，鋼水中磷、硫的含量降低；和其它廢鋼混合加料時，破碎鋼可填充空隙，提高加料密度；冶煉時，加料次數(shù)和電極破損減少；空氣污染減少，技術(shù)操作比較容易；爐內(nèi)受熱均勻，耐火材料襯里的壽命延長；每噸鋼水的耗電量降低。

由于破碎機強度與功率的局限性，破碎能力也隨著型號的不同而有一定的規(guī)范。PSX-80104型廢鋼破碎生產(chǎn)線的不可破碎物料有：粗22毫米，長度超過