1늂用废弃聚合物炼钢
?sh)弧炉炼钢加入大量废钢可节约原生原材料和能源。电(sh)弧炉炼钢所需能量中，?sh)能U占60%?5%Q化学能U占40%?5%(由氧燃料燃烧Q碳氧化和其他化学反应?。炉内钢液拥有的能量为总能量的53%Q其余能量被炉渣、废气和冷却水带走?
?sh)弧炉炼钢是通过能量密度极高的电(sh)弧将?sh)能转换成热能用于熔炼的Q仅部分电(sh)弧能传至炉料。从能量q可知Q电(sh)-热能量的转换发生在电(sh)弧柱和电(sh)弧等d区。电(sh)弧功率的72.5%传递到熔池Q?4.5%q入甉|Q?3%传至炉墙。此比例主要取决于电(sh)弧长度和炉渣厚度?
早期曾报D高炉利用塑料废弃物作辅助燃料的基本情况，用废弃轮胎生能量的研究也报D?
在UNSW利用塑料和橡胶代曉K分焦炭作为造沫渣发剂进行实验室研究的基上，澛_利亚OneSteel钢铁公司在SydneySteelMill(SSM)和LavertonSteelMill(LSM)钢厂完成一pd?sh)弧炉炼钢工业性试验。电(sh)弧炉使用废弃聚合物炼钢的H出优点有利于电(sh)弧炉炼钢工业的可持箋发展?
2实验研究
最q几q_(d)完成了在?sh)弧炉炼钢中喷入焦?塑料的试验研I。有机材料如高密度聚乙烯(HDPE)和不同废弃轮胎按各种比例混合;?0%O2?0%N2的氧化气氛中喷入混合物后Q在沉降?DTF)底部攉烧焦试样;随后采用液滴技术和卧式?HF)?823K下进行造沫渣试验;利用LECO热重分析仪分析烧焦试P量其碳含量与灰分以?qing)利用XRDҎ(gu)研究?
聚乙?PE)是由乙烯单体形成的一个长链脂族烃l成Q包含许多由单键联接的碳原子。按照密度和分支Q可聚乙烯分成不同的类Q如有较大密?U?.941g/cm3)的HDPE。因为分支度不高Q导致分子间形成强大的作用力和较高的抗张强度Q这使HDPE成ؓ(f)一U可q泛使用的聚合物?
轮胎通常由橡胶合物l成(天然胶和h工合成橡?Q用钢丝或hl品q行强化。天然橡?NR)是一U异戊二?C5H8)聚合物?
q泛用于轮胎的合成橡胶是丁苯胶(SBR)C12H5Q它是一U由1Q?-丁二烯和苯乙烯按3?的比例合生成的p物。这U交联网状聚合物通过强大的共价键联接Q分子链间有很大的作用力Q因而它是一U能抉|热磨损和化学侵蚀的坚材料?
丁苯胶制成的轮胎可Ҏ(gu)它们的重量和用途分成两大类Q?
●车轮胎。每支重U?.5kgQ含胶和合成橡?7%、碳?1.5%、钢16.5%、硫?%、hl纤l?%、添加剂7.5%和^衡矿物杂质?
●蝲重R或大客R轮胎。每支重45kgQ含胶和合成橡?5%、碳?2%、钢25%、硫?%、添加剂5%和^衡矿物质?
在UNSW实验室，寚w用液滴法在卧式炉内往늂?由O(jin)neSteel钢铁公司提供)中加入焦?胶混合物造沫渣的行行了分析。沫渣体积量的结果表明，炉渣使用焦炭/胶混合物的发效果比单独用焦炭时有明显改善?
用特别设计YӞҎ(gu)记录数据计算炉渣体积比得知，炉渣与合碳1(p车轮胎和焦炭l成)反应的体U比值在1附近波动且与预测值相W?混合?(含铲车轮胎和焦炭)的橡胶含量虽比合碳1略低Q但与单用冶金焦相比Q沫渣的Ş成和性能仍有很大改善?
以前报导的用HDPE炼钢的试验结果，也指出其造沫渣的效果比使用冉焦和废弃胶的效果好。本试验q证实，利用废弃塑料和废弃轮胎与冉焦合炼钢可增加泡沫渣能量，用HDPE重复试验Q结果与上述试验相同?
为此QOneSteel钢铁公司用废弃塑料和轮胎混合物进行了一pd?sh)弧炉炼钢工业试验?
3工业试验和相x?/strong>
数据h选自出钢-出钢旉不超q?5min的炉ơ。因为电(sh)弧炉操作条g可以随时间变化，q就保了用焦炭的冶炼炉次与用橡胶和HDPE冶炼的炉ơ有怼的操作条件?
混合HDPE和合橡胶炼钢的试验效果都比只用冶金焦效果好。用HDPE混合物冶炼时造沫渣效果比用焦炭时提高了许多Q用胶混合物冶炼时造沫渣效果也比用焦炭冶炼时有明显改善，且上q结果均与实验结果一致。工业试验还证明炉子?sh)能消耗降低：(x)从单独用焦炭时?24kWh/t减少到合橡胶时?12kWh/t;当用HDPE和焦炭合冶炼时Q电(sh)能消耗甚臛_降低?06kWh/t?
通过量熔炼速度(以每分钟通电(sh)旉的出钢量计算)发现늂生效率有了很大提高。每炉钢减少x加量50?00kg/炉，而渣中FeO含量仅有微量降低。用橡胶废弃轮胎对含量的影响不太大?
除了上述效益之外Q这Ҏ(gu)术通过减少氧气和天然气的消耗，降低了生产成本。在澛_利亚Q用废弃橡胶的生成本也比使用焦炭的成本低。如今，SSM钢厂以废弃橡胶作为碳?混合焦炭)用于?sh)弧炉炼钢已成?f)标准冶炼操作?
OneSteel钢铁公司购买SmorgonSteel钢厂后，在墨?dng)本的LSM钢厂也进行了?sh)弧炉喷加入胶和焦炭合物的炼钢试验。LSM钢厂采用三种More?炉壁模块来喷入氧和Iq与SSM钢厂使用单支Fuchs炉门枪的效果q行了比较。LSM钢厂设计了一套合系l，即从储料仓取出焦炭按需要的比例与聚合物混合q分配给_器。在LSM钢厂Q以胶作ؓ(f)x(混合焦炭)用于늂炼钢也已成ؓ(f)标准操作?
?sh)能消耗从398.5kWh/t降低?87kWh/t。当FeO含量?7.7%降至27.2%Ӟ钢中_量也减少了。同P在SSM钢厂加入胶和焦炭合炼钢，降低了氧气消耗?
在OneSteel钢厂q行的电(sh)炉加入废弃橡胶、塑料的炼钢试验取得了以下成效：(x)改善了炉渣发泡性，提高了电(sh)弧炉的用能效率，~短了通电(sh)旉和出?出钢旉Q同旉低了?
4l论
实验室和工业生试验皆表明，废弃塑料和轮胎完全可作ؓ(f)x加入?sh)弧炉炼钢。造沫渣的发泡试验指出，?sh)弧炉用冉焦与HDPE或废弃轮胎合炼钢，炉渣发效果和沫渣量均比直接用焦炭的效果好。电(sh)弧炉采用废弃塑料和废弃轮胎炼钢能增大泡沫渣Ş成量Q提高炉子热效率、生产率Q降低碳耗，从而有效减炼钢对环境的污染，有利于hcȝ可持l发展?
