Itu benar, ada sejumlah logam yang tidak diinginkan, atau gelandangan, (Cu, Sn, Sb, As) yang masuk ke aliran daur ulang, misalnya, badan mobil yang digiling menjadi skrap tanpa melepas semua kabel tembaga, atau timah kaleng baja berlapis. Antimon dan arsenik cenderung masuk dari sumber besi primer berkualitas rendah dan murah.
Jawaban atas pertanyaannya adalah tidak. Baja daur ulang dicampur serata mungkin dari berbagai sumber, komposisinya diukur, dan kemudian besi murni ditambahkan seperlunya untuk melarutkan logam tramp ke tingkat yang dapat ditoleransi untuk dijual kembali atau diproses lebih lanjut, seperti memenuhi kadar baja spesifik untuk produk tertentu atau aplikasi. Baja tahan karat dan kadar paduan tinggi lainnya yang dikenal pada waktu daur ulang diproses secara terpisah karena nilai Ni, Cr, dll.
Saat ini tidak ekonomis untuk memproses ulang besi untuk menghilangkan elemen gelandangan, dan karena itu tidak dilakukan sama sekali. Dua buku menyebutkan proses itu sebagai proses yang teratur dan ekonomis: ( Mineral, Logam, dan Keberlanjutan: Memenuhi Kebutuhan Material Masa Depan , hal. 284, dimulai dari "pengenceran") dan ( Produksi Baja: Proses, Produk, dan Residual), mulai dari hal. 104, baca sampai tidak relevan lagi). Alasannya tidak ekonomis adalah bahwa elemen-elemen gelandangan bereaksi lebih lemah dengan oksigen daripada besi pada suhu konstan, jadi untuk menghilangkannya dengan oksidasi akan membutuhkan pengoksidasi semua besi terlebih dahulu. Alasan untuk ini adalah termodinamika, dan didasarkan pada fakta bahwa di antara reaksi yang bersaing, mereka dengan penurunan terbesar dalam energi bebas melanjutkan hampir selesai sebelum reaksi lain bahkan dimulai, terutama dengan perbedaan besar dalam energi bebas di antara reaksi yang bersaing. Untuk menentukan reaksi mana yang memiliki penurunan terbesar, diagram Ellingham dapat digunakan.
Dalam diagram Ellingham di bawah ini, sumbu horizontal adalah suhu, sumbu vertikal berubah dalam energi bebas Gibbs. Garis-garis yang berjalan melintasi diagram pada berbagai sudut berhubungan dengan perubahan energi bebas yang disebabkan oleh reaksi oksidasi unsur dengan oksigen, sebagai fungsi temperatur. Dalam kasus kami, diagram dapat dibaca dengan memilih suhu yang menarik, dan membaca dari bawah untuk menemukan elemen pertama yang bereaksi dengan oksigen. Misalnya, jika kita memiliki baja dengan Fe, Mn, Sn, dan Cu di dalamnya, kita dapat melihat bahwa pada 1000K maka Mn, Fe (ke FeO), Sn dan Cu adalah urutan penurunan energi bebas terbesar hingga terkecil.
Memang, suhu bunga lebih dekat ke 1900K (di atas titik leleh besi), tetapi tren umum masing-masing fungsi perubahan energi bebas Gibbs terus ke kanan pada diagram dan besi tetap di bawah elemen tramp Cu, Sn, As dan Sb pada suhu praktis, dan cenderung ke titik didih masing-masing. Akibatnya, menghilangkan gelandangan dari Fe akan membutuhkan oksidasi yang efektif untuk semua zat besi terlebih dahulu. Dan karena Sn, Sb, As dan Cu sedikit larut dalam besi, mereka memerlukan pemisahan melalui reaksi kimia.
Seseorang dapat melihat kelarutan gelandangan dari diagram fase mereka dengan besi, yang telah saya poskan Sb-Fe di bawah ini. Diagram memiliki suhu terhadap komposisi, dengan masing-masing wilayah 2D yang berdekatan terdiri dari salah satu fase, atau campuran dari dua fase ke kiri dan kanan, yang berada dalam kesetimbangan pada kombinasi suhu dan komposisi. Di kiri bawah kita melihat bahwa untuk sejumlah kecil Sb dan suhu kamar, ada daerah yang berdekatan yang dalam hal ini menunjukkan fase tunggal, atau alpha-Fe (jenis yang kita kenal). Karena ada Sb, dan itu dalam satu fase, itu harus dilarutkan dalam besi. Hal yang sama berlaku, dengan tingkat keparahan yang berbeda, dari gelandangan lainnya.
(sumber: himikatus.ru )
Seperti yang dikomentari Chris H, ada juga pertanyaan kapan elemen paduan lain dikontrol. Secara umum penambahan paduan dikontrol sedekat mungkin dengan solidifikasi, untuk meminimalkan kehilangan paduan.
Memo dicairkan secara massal dalam tungku busur listrik. Jika aliran memo dicampur cukup, maka konsentrasi gelandangan dapat diperkirakan berdasarkan penggunaan masa lalu dan besi primer ditambahkan sebelum analisis kimia untuk mengkompensasi estimasi. Massa tersebut kemudian dicairkan, oksigen dihilangkan melalui penambahan elemen di bagian bawah diagram Ellingham, khususnya Ca dan Al, dan logam cair ditransfer ke satu atau lebih ladle yang sangat terisolasi. Ca dan Al bereaksi cepat dengan oksigen yang dilarutkan dalam lelehan untuk menghasilkan kerak oksida berdensitas rendah yang mengapung dan dihilangkan secara mekanis. Kimia diambil setelah proses ini, dan jika tramp cukup diencerkan, logam dipindahkan ke sendok. Jika tidak, besi primer yang cukup ditambahkan untuk mencairkan lelehan.
Setelah di sendok, elemen paduan tambahan ditambahkan. Mereka tidak ditambahkan sebelumnya karena diagram Ellingham: sebagian besar elemen paduan termasuk Mn, Mo, Cr, V, C, dll. Memiliki kehilangan energi bebas lebih besar daripada Fe, dan bereaksi terlebih dahulu. Dengan kata lain, mereka memudar. Untuk menghindari pudar penambahan paduan yang mahal, mereka ditambahkan sedekat mungkin dengan proses pemadatan. Selain itu, dengan menghilangkan oksigen menggunakan Al dan Ca terlebih dahulu, ada lebih sedikit oksigen yang terlarut dalam zat besi untuk bereaksi dengan elemen paduan yang lebih mahal. Setelah di sendok, ada sedikit turbulensi antarmuka atmosfer-cair, sehingga difusi oksigen baru ke dalam besi cair relatif lambat. Tentu saja masih ada batas waktu, dan memegang sendok terlalu lama akan menyebabkan paduan logam memudar. Setelah penambahan paduan, kimia diperiksa, dan kemudian sendok dituang.
Diedit untuk menambahkan sumber. Diedit untuk menambah diskusi tentang kontrol paduan.