一、把“垃圾”變成戰略資源
逆向拆解
城市報廢汽車、電梯軌道、舊廚具被運進拆解中心。人工剝離塑料、橡膠后,得到≥90%不銹鋼本體。
光譜預選
手持LIBS槍在1秒內打出Ni、Cr、Mo含量,將316、304、400系分別投入不同色標箱,避免后期“混鋼”降級。
低溫破碎-磁渦流分選
?40 ℃液氮脆化后瞬間錘破,利用磁-渦流-比重三合一機,把銅螺釘、鋁鉚釘、鋅鍍層一次性剔凈,最終得到化學成分已知的“清潔廢鋼粒”。
二、電爐里的“閃電熔池”
復合供電
廠房屋頂鋪滿光伏,直流母線與電弧爐逆變器并聯;白天光伏直供,夜間谷電補能,噸鋼電耗≤380 kWh。
渣系設計
廢鋼入爐前先噴一層CaO-MgO-SiO?自還原球團,既提前脫磷,又在熔化期形成泡沫渣,屏蔽電弧、降低噪聲20 dB。
熔池深井
爐壁埋入微波介質感應棒,二次電磁攪拌讓熔池溫度差<5 ℃,鉻燒損控制在0.8%以內,無需額外補加昂貴微碳鉻鐵。
三、AOD轉爐“吹出”不銹鋼基因
側頂復吹
氧氣-氬氣-氮氣三通道,可編程切換。脫碳期O?/Ar=3∶1,降溫期切換為Ar/N?=1∶1,既抑制CO二次燃燒,又回收余熱發電。
在線激光拉曼
爐壁石英窗射入532 nm激光,實時監測熔池Cr??/Cr3?比值,碳含量<0.025%時自動停氧,避免過吹。
渣金同步出凈
出鋼口與渣口同軸套筒設計,鋼液先下、渣液后上,實現“渣不帶鋼、鋼不夾渣”,噸鋼減少金屬損失3 kg。
四、VOD真空“最后1ppm”
蒸汽噴射泵組
五級增壓,5 min抽到0.5 torr,脫氫效率>75%,成品盤條“白點”缺陷歸零。
鋁-硅鈣復合脫氧
真空下加入0.3 kg/t Al+0.5 kg/t CaSi,形成低熔點12CaO·7Al?O?,夾雜物尺寸全部<5 μm,冷軋無砂眼。
五、連鑄坯“自帶波浪紋”
電磁軟接觸結晶器
高頻磁場在彎月面產生洛倫茲力,使坯殼與銅壁非接觸,振痕深度<50 μm,熱軋黑皮直接降級率下降40%。
二冷段“氣霧-紅外閉環”
每流安裝紅外熱像儀,表面溫度實時反饋給霧化噴嘴,水量動態調節±5%,鑄坯中心偏析A類≤1.0級。
液芯壓下
利用鑄坯末段輕壓下輥,將中心疏松閉合,壓下量由模型自學習,后續軋制探傷合格率>99.5%。
六、熱軋-退火“一次成型”
粗軋“大壓下+速冷”
1100 ℃單道次壓下35%,隨后15 ℃/s超快冷,把奧氏體晶粒壓扁至15 μm,再結晶后得到均勻等軸晶。
黑卷直接退火
取消酸洗,用H?-N?混合氣氛下850 ℃退火,表面氧化皮由Fe?O?轉為FeO,高壓水剝落后呈銀灰色,噸鋼減少廢酸20 kg。
平整“毛化激光”
平整輥表面用脈沖激光雕刻出無序凹坑,Ra 0.8 μm,后續沖壓噴漆附著力提高30%,省去預涂底漆。
七、冷軋-精整“鏡面工程”
六輥CVC+工作輥邊部噴淋
板形閉環控制,平直度<5 I-unit;邊部噴淋抑制二次壓扁,消除“邊浪”。
二十輥森吉米爾
軋制油中加入納米MoS?,摩擦系數降至0.03,軋輥壽命提高2倍,成品最薄0.05 mm而不起皺。
張力矯直+激光毛化
矯直延伸率0.5%,隨后激光重熔2 μm,表面形成納米級熔凝坑,反射率>60%,實現“裸鋼鏡面”。
八、鑄造分支:把鋼水“打印”成零件
砂型3D打印
冷硬化呋喃樹脂砂,噴頭每滴0.1 mm,打印誤差±0.3 mm,復雜流道一次成型,無需木模。
ESR-殼型復合
先用電渣重熔提純自耗電極,再澆入3D打印砂殼,夾雜物評級細于1級,適合核電閥體。
低壓充型-電磁攪拌
0.4 bar低壓充型,充型后開啟交變磁場,打碎樹枝晶,鑄件表面晶粒<80 μm,酸洗后呈現綢緞光澤。
九、閉環:把邊角料再送回起點
精整、沖壓產生的刨絲、邊條經真空上吸系統回到“低溫破碎”入口,全廠廢鋼循環率≥98%,實現“零外運、零填埋”。
十、碳足跡賬本
全生命周期計算:
? 光伏綠電占比35%,噸鋼CO?排放0.92 t,較傳統長流程下降75%。
? 廢鋼循環減少鉻鐵、鎳鐵用量,噸鋼節約鎳金屬8 kg、鉻金屬18 kg,相當于少挖紅土鎳礦40 kg、鉻礦70 kg。
? 水循環率98%,噸鋼新水0.6 m3,低于生活飲用水定額。
結語
當報廢的電梯門、舊的手術刀、廢船甲板被重新喚醒,它們不再是被丟棄的“銹鐵”,而是帶著城市記憶回到熔爐,歷經電弧、真空、磁場、激光、3D砂型等現代煉金術,最終以鏡面、絲面、鑄件、超薄箔的嶄新姿態,再次進入高樓、汽車、手術臺與太空艙。這條從廢鋼到不銹鋼的旅程,沒有一句重復,因為每一次回爐,都是材料、能量與數據的重新創作——城市,由此生生不息。