TCSTM-《再生钢铁原料钢水收得率的测定 熔融重量法》

ICS77.040.99

CCSH40

团体标准

T/CSTMXXXXX—202X

再生钢铁原料钢水收得率的测定

熔融重量法

Determinationofmetalyieldofrecyclingiron-steelmaterial

Meltweightmethod

（征求意见稿）

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTMXXXXX—202X

再生钢铁原料钢水收得率的测定熔融重量法

重要提示（危险或警告或注意）：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未

指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的

条件。

1范围

本文件规定了熔融重量法测定再生钢铁原料钢水收得率的方法，包含原理、试剂和材料、仪器设备、

样品、试验步骤、试验数据处理、允许差、试验报告等。

本文件适用于GB/T39733中规定的炼铁、炼钢、铸造及铁合金冶炼时作为铁素炉料原料使用的破

碎料、钢板料和钢筋切粒等再生钢铁原料。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T39733再生钢铁原料

T/CIQA78再生钢铁原料取制样操作规范

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

3术语和定义

GB/T39733界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

再生钢铁原料recyclingiron-steelmaterial

回收料经过分类及加工处理，可以作为铁素资源直接入炉使用的炉料产品。

[来源：GB/T39733]

3.2

钢水收得率metalyield

单位质量的样品经熔化、浇铸、凝固并除渣后，所得到的钢锭重量占原样品重量的比值，以百分数

表示。

4原理

熔融重量法是指通过高温加热使分散的小块样品重熔和渣铁分离，冷却除渣后，测定钢锭重量，比

较除渣后钢锭重量与入炉样品重量可计算得到样品的钢水收得率。

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5试剂和材料

5.1脱氧剂

高纯铝豆（或铝丝）：Al≥99.9%,铝豆尺寸不大于20mmx20mm。再生钢铁原料在熔融过程中，

钢液中含氧量高，如果不脱氧，浇铸的钢坯冷却后将产生大量气泡、夹渣，无法做到渣铁

分离，按照最大程度不影响检测数据原则，选择铝脱氧效果最佳。

5.2防火垫

岩棉：耐高温硅酸铝材质，厚度和大小应满足完全承接在浇铸过程中可能产生的炉渣和钢水的喷溅

的要求。

6仪器设备

6.1感应电炉

感应熔炼炉：本方法采用液态钢额定容量为25kg、500kg和750kg的感应熔炼炉。根据每次钢水收得

率测定的入料重量、入料粒度和安全性，综合考虑选择合适的容量，一般入料重量不大于所选择设备额

定容量的80%最佳。其他常见的液态钢额定容量如：10kg、50kg、100kg、250kg、300kg和1000kg

等也可参照本方法执行。

6.2称量工具

称量工具选择应满足或高于下述电子秤的称量精度要求。

1）电子秤：量程≥250kg,称量精度0.10kg。

2）电子秤：量程≥50kg,称量精度0.010kg。

3）电子秤：量程≥500g,称量精度0.1g。

6.3测温工具

测温工具用于测量钢水温度，可根据实际作业条件选择合适的类型使用。

1)熔炼热电偶测温仪：量程≥1700℃。

2)红外线测温枪：量程≥1700℃。

6.4钢锭模

钢锭模用于承接高温钢水，形状和尺寸可参考图1的设计。根据实际作业需求选择合适的材质类型

和容积大小。

1）铸造材料为铸铁或其他耐高温材质，可承受1650℃以上高温钢水的可重复使用的模具。

2）铸造材料为膨润土和海沙或其他可定型材料，可承受1650℃以上高温钢水的一次性使用的模具。

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图1

6.5抛丸设备

抛丸设备用于清除钢锭表面无法手工清除的渣和氧化层，可根据实际作业条件选择合适的类型使用。

1）立式抛丸机：采用高速涡轮将载体（钢丸）在瞬间抛出，垂直工作抛丸处理的机械，工作宽度

应不小于脱模后钢锭的最大直径。

2）滚筒式抛丸机：利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内连续翻转的工件上，从而清理工件，滚

筒直径应不小于钢锭的最大直径，滚筒最大载重量（易翻滚件）应不小于200kg。

3）通过式抛丸机：由电器控制，可调节速度的输送通道将工件送入清理室内进行抛丸处理的机械。

7样品

再生钢铁原料钢水收得率测试样品的检验批组成、样品采取和制备按照GB/T39733和TCIQA78

的规定进行。样品要求如下：

1）将每个检验批取好的样品混合均匀，采用网格法缩分出4份钢水收得率测试样，其中2份用于钢

水收得率测试，1份作为钢水收得率测试备样，1份作为钢水收得率存查样。

2）样品重量根据产品类型和感应电炉容量不同，可在10kg-800kg之间选择，以单件重量不大于20kg

最佳，避免对炉壁造成损伤。为保证测试过程的有效性，样品应维持取样后的原始状态，建议入料尺寸

以不大于炉口直径的1/2最佳，超出部分应进行切割。

3）样品称重前应保持干燥。可采用自然晾干或烘干方式使样品干燥。

8试验步骤

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8.1准备工作

1）检查电炉炉膛内壁清洁程度，清除金属附着物。炉膛底部及出钢口因高温浇铸残留的连续状、

光滑状物质为黑色玻璃熔渣，不影响后续检验精度。

2）检查铸模内表面光滑和清洁程度。铸铁钢锭模需对内壁涂抹脱模剂便于后续脱模和保护钢锭模

内壁。

3）称取入炉样品重量，精确至0.10kg（入炉样品重量≤50kg时精确到0.010kg），记为푀0。

4）称取高纯度铝丝或铝豆（按照入炉样品重量的0.2%计算得到），精确至0.1g，记为푀1。在浇铸

过程中作为脱氧剂使用，减少钢水氧化。因只有极少的铝会残留在钢水中，对收得率影响可忽略，所以

不参与收得率计算。

5）称取便于脱模和抛丸时，用于辅助钢锭转移的钢筋把手重量，精确至0.010kg，记为푀2。

8.2熔清

1）通电开炉预热，将样品分多次投入炉内，投料过程中保持加热功率在一半左右；投料完成后，

提高加热功率，使炉膛升温，记录入料和通电时间。根据炉子功率和入料时的炉温，熔清时间一般在

20-50min之间。熔清过程中不加入任何其他助熔剂、造渣剂或其他辅助材料。

2）钢水呈完全熔融状态时，进行钢水测温。测温时，确保测温数据准确并具有代表性，避免因测

温热电偶的导入动作而引起的钢水扰动和钢水挂壁。

3）钢水温度达到1600℃~1650℃时即刻进行出钢浇铸操作，同时记录出钢时间。

8.3出钢。

1）出钢浇铸前，在铸模内加入称量好的铝丝或铝豆，可在炉口下方使用岩棉进行铺垫，便于收集

浇铸过程中可能溅落的钢水和钢渣。出钢浇铸时，以形成稳定钢水流为佳，保持炉口和铸模口的相对平

稳对接。

2）收集浇铸过程中溅落的炉渣，称量记录，精确至0.010kg，记为푀3；

3）收集浇铸过程中溅落的钢水，称量记录，精确至0.010kg，记为푀4。

8.4脱模除渣

1）铸模内钢锭自然冷却约12h，脱模前将钢锭表面的大块渣层逐一敲下并收集。

2）收集敲落的炉渣，称量记录，精确至0.010kg，记为푀5；

3）称量脱模除渣后的钢锭，精确至0.10kg（入炉样品重量≤50kg时精确至0.010kg），记为푀6。

8.5抛丸

脱模除渣后的钢锭，抛丸处理约15min，称量抛丸后的钢锭，精确至0.10kg（入炉样品重量≤50kg

时精确至0.010kg），记为푀7。

9试验数据处理

9.1按公式（1）计算钢水收得率푤1，其数值以百分数表示，测定结果至第二位小数。

푀7+푀4−푀2

푤1=×100%·······(1)

푀0

式中：

5

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푀0——入炉样品重量，单位为千克（kg）；

푀2——钢筋把手重量，单位为千克（kg）；

푀4——收集到的浇铸过程中溅落的钢水重量，单位为千克（kg）；

푀7——抛丸后的钢锭重量，单位为千克（kg）。

9.2按公式（2）计算固体收得率푤2，其数值以百分数表示，测定结果至第二位小数。

[푀6+푀3+푀3+푀5−푀2]

푤2=×100%·······(2)

푀0

式中：

푀0——入炉样品重量，单位为千克（kg）；

푀2——钢筋把手重量，单位为千克（kg）；

푀3——收集到的浇铸过程中溅落的炉渣重量，单位为千克（kg）；

푀4——收集到的浇铸过程中溅落的钢水重量，单位为千克（kg）；

푀5——脱模前收集到的钢渣重量，单位为千克（kg）；

푀6——抛丸前，脱模除渣后的钢锭重量，单位为千克（kg）；

10检验结果的判定

10.1检验结果的数值按照GB/T8170的规定进行修约。

10.2再生钢铁原料钢水收得率熔融重量法允许差与结果表示如下：

1）每个检验批的两次独立测试结果的差值不大于2.00%的允许差时,以两次独立测试结果的平均

值作为该检验批的结果。

2）每个检验批的两次独立测试结果的差值大于2.00%的允许差时,对备用样进行测试。若三次独

立测试结果的最大值与最小值的差值小于2.00%的允许差的1.5倍，以三次独立测试结果的平均值作为

该检验批的结果；若三次独立测试结果的最大值与最小值的差值大于2.00%的允许差的1.5倍，以三次

独立测试结果的中位值作为该检验批的结果。

11试验报告

试验报告应包括下列内容：

1）样品编号；

2）测试实验室的名称和地址；

3）试验日期；

4）本文件的编号；

5）试验结果；

6）测试过程中存在的任何异常情况和文件中没有规定但可能对测定样品的分析结果产生影响的任

何影响。

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