Отходы легированной стали

Когда слышишь про отходы легированной стали, первое, что приходит в голову — обычный металлолом. Но это как сравнивать аптечные весы с железнодорожными. В прошлом месяце видел, как на одном из уральских предприятий выбросили партию стружки 40ХНМ — её посчитали 'некондицией', а ведь там содержание никеля было выше, чем в некоторых новых марках. Вот вам и главная ошибка: легированные отходы — это не мусор, это сырьё с точным химическим паспортом, которое мы до сих пор не научились правильно читать.

Химия против экономики

Помню, в 2019 году мы с коллегами из ООО Чжэньцзян Синшэн Стальное Литье анализировали партию отходов с валов Х12МФ. Казалось бы, классика для штамповой оснастки. Но когда проверили спектрометром — вкрапления вольфрама плавали от 1.8 до 3.2%. Пришлось дробить партию на три группы, иначе при переплавке в печи ЧХЗ получили бы непредсказуемую структуру.

Именно здесь многие цеха ошибаются — смешивают отходы легированной стали разных марок в один контейнер. Потом удивляются, почему литьё трескается при термообработке. Я всегда требую отдельные ёмкости для быстрорежущих сталей, хромоникелевых групп и шарикоподшипниковых марок. Да, это увеличивает логистику, но снижает брак на 30-40%.

Кстати, на сайте https://www.xszgsteel.ru есть хорошие примеры сортировки — они там для портовой арматуры используют отдельные контейнеры для каждой марки. Это правильный подход, хотя многие считают его избыточным.

Реальная стоимость ошибок

В 2021 году мы попробовали использовать дроблёные отходы Р6М5 для наплавки штампов. Казалось логичным — твёрдость должна быть высокой. Но не учли, что в отходах было много окислов от резки абразивом. В результате получили раковины в наплавленном слое. Пришлось переходить на дробление в инертной среде, что удорожило процесс на 25%.

Сейчас для нефтехимической арматуры мы используем другой подход — отходы легированных сталей 15Х5М и 12Х18Н10Т перерабатываем только плазменной резкой. Да, дороже, но сохраняем легирующие элементы. Как показала практика, хром и молибден не так активно выгорают.

Кстати, у ООО Чжэньцзян Синшэн Стальное Литье в описании указано про жаропрочную сталь — вот где как раз критично сохранить химический состав при переработке. Для судовых насосов, например, даже 0.2% потери ванадия могут снизить стойкость к кавитации.

Технологические парадоксы

Интереснее всего работать с отходами инструментальных сталей. Вроде бы ХВГ и 9ХС — близкие по составу, но если их смешать при переплавке, получается непредсказуемая прокаливаемость. Пришлось разрабатывать таблицы совместимости — какие марки можно миксовать, а какие категорически нет.

Для дорожно-строительной техники, кстати, проще — там допуски по химии шире. Но вот для металлургического оборудования уже нужна ювелирная точность. Помню, для одной из обжимных клетей прокатного стана пришлось делать шихту из отходов 35ХГСА с добавлением ровно 12% стружки 40Х — чтобы сохранить нужную вязкость.

Сейчас экспериментируем с отходами высокохромистого чугуна — но это совсем другая история, хотя многие пытаются их учитывать вместе с легированными сталями. Ошибка, конечно — температура плавления и поведение при кристаллизации совершенно разные.

Логистика как искусство

Самое сложное — не переплавка, а сбор и хранение. Отходы легированной стали быстро окисляются, особенно пыль и стружка. Приходится использовать азотные затворы или специальные покрытия. На одном из предприятий пробовали вакуумную упаковку — эффективно, но дорого.

Для лесозаготовительной техники, где много износостойких сталей типа 110Г13Л, вообще отдельная история — эти отходы нужно перерабатывать быстро, иначе начинается деградация структуры. А ведь их часто месяцами хранят под открытым небом...

У китайских коллег из ООО Чжэньцзян Синшэн Стальное Литье подход интересный — они для разных отраслей используют разные протоколы хранения. На их сайте https://www.xszgsteel.ru видно, что для портового оборудования и нефтехимии — разные цеха переработки. Это умно, хотя и капиталоёмко.

Перспективы или тупики?

Сейчас многие увлекаются 'зелёными' технологиями, но с отходами легированных сталей это сложно. Электроплавильные печи дают чистый металл, но энергозатраты огромные. Дуговые печи дешевле, но хуже по качеству. Идеального решения нет — каждый раз выбираешь компромисс.

Для нержавеющих марок типа 12Х18Н10Т вообще отдельная головная боль — при неправильной переплавке теряется коррозионная стойкость. Приходится добавлять ферротитан и феррониобий, что сводит на всю экономию от использования отходов.

Возможно, будущее за лазерной сортировкой по химическому составу — видел экспериментальные установки в Германии. Но пока это дорого даже для крупных предприятий. А ведь если бы могли точно идентифицировать каждую партию отходов легированной стали — половина проблем решилась бы сама собой.

Выводы, которые никого не устраивают

Главное, что понял за годы работы — отходы легированной стали требуют такого же внимания, как и новые материалы. Экономия на сортировке и хранении всегда выходит боком. Лучше переплатить за правильную логистику, чем потом выбрасывать бракованное литьё.

Компании вроде ООО Чжэньцзян Синшэн Стальное Литье демонстрируют системный подход — видно, что они учитывают отраслевую специфику. Для судовых насосов один режим переработки, для металлургического оборудования — другой. Это правильный путь, хотя и не самый дешёвый.

Лично я считаю, что через 5-10 лет мы придём к тому, что каждая партия отходов будет иметь цифровой паспорт с полной историей. Но пока приходится работать по старинке — с калькулятором, спектрометром и собственным опытом. И да, постоянно ошибаться — потому что легированные стали всегда преподносят сюрпризы.