سیلیکون کلسیم در فولادسازی سبز؟ 

فولادسازی سبز را می شنوید و بلافاصله به هیدروژن، کوره های قوس الکتریکی، بازیافت ضایعات فکر می کنید. درسته؟ این چیزهای تصویر بزرگ است. اما در پایین ملاقه، در بهینه سازی شیمی مذاب نهایی، یک اسب کاری آرام و اغلب اشتباه درک شده وجود دارد: سیلیکون کلسیم. پر زرق و برق نیست این یک اکسید زدا، یک گوگرد زدا است. اما نقش آن در انتقال سبز بیشتر در مورد ایجاد کارایی و کیفیت در فرآیندهای جدید و کم‌مصرف کربن است تا اینکه خود سرفصل باشد. تصور غلط این است که آن را فقط به عنوان یک آلیاژ دیگر تلقی کنیم. در واقعیت، عملکرد آن تعیین می‌کند که فولاد شما چقدر تمیز باشد، چگالی شما چقدر خوب کار کند، و در نهایت، میزان بازدهی شما از فلز اولیه یا ضایعات گران قیمت و کم کربن شما چقدر است. اشتباه کنید، و جاه طلبی های سبز شما با انسداد نازل و اجزای خارج از مشخصات مسدود می شود.

مکانیسم اصلی: فراتر از اکسید زدایی

همه می دانند که CaSi برای اکسید زدایی است. شما آن را داخل می اندازید، اکسیژن و گوگرد می گیرد، سرباره شناور تشکیل می دهد. کتاب درسی. اما نکته ظریف - بخشی که شما تنها زمانی یاد می گیرید که به یک گزارش تجزیه و تحلیل شمول خیره می شوید - در مورد نوع درج هایی است که ایجاد می کند. درمان با کلسیم خالص می تواند مشکل باشد. فرار است، بازده آن ناسازگار است. سیلیکون کلسیمبا سیلیکون که به عنوان یک حامل عمل می کند و واکنش را تعدیل می کند، آزادسازی قابل کنترل تری به شما می دهد. هدف فقط حذف O و S نیست، بلکه تبدیل رشته‌های باقی‌مانده آلومینا (Al2O3) به آلومینات‌های کلسیم مایع است. این اجزای کروی نرم هستند، نازل ورودی غوطه‌ور شما را ساییده نمی‌کنند، باعث ایجاد ترک در نوار نازک با استحکام بالا نمی‌شوند. پیوند سبز از اینجا شروع می‌شود: ریخته‌گری صاف به معنی شکستگی‌های کمتر، ضایعات کمتر، کاهش انرژی هدر رفته در ذوب مجدد است.

من آزمایشی را در یک کارخانه به یاد می‌آورم که به نسبت قراضه بالاتر در EAF آن‌ها حرکت می‌کرد - یک حرکت سبز کلاسیک. ضایعات بیشتر به معنای عناصر ترمپ بیشتر، باقیمانده های متغیر بیشتر است. عمل موجود آنها با یک اکسید زدا اولیه منجر به گرفتگی وحشتناک در تاندیش شد. ما به یک درجه خاص از CaSi با نسبت Ca/Si محکم تر و محدوده اندازه ذرات کنترل شده (10-30 میلی متر فکر کنید، نه پودر) تغییر مکان دادیم. اثر فوری فقط بر اساس مشخصات فولاد تمیزتر نبود، بلکه سرکارگر متذکر شد که آنها این ترتیب را سه بار بیشتر بدون تغییر نازل اجرا کردند. این قابل لمس است این زمان از کار افتادگی کمتر، ضایعات نسوز کمتر، تن بیشتر در هر ساعت شارژ است. هزینه آلیاژ بالاتر بود، اما پس انداز عملیاتی آن را از آب خارج کرد.

حالت شکست در اینجا با فرض یکسان بودن تمام CaSi است. تامین کننده ای مانند مغولستان داخلی Xinxin Silicon Industry Co.,Ltd. (می توانید طیف محصولات آنها را در اینجا بررسی کنید https://www.xinxinsilicon.com) مشخصاتی مانند Ca28-Si60 یا Ca30-Si58 را لیست می کند. تفاوت چند درصدی در محتوای کلسیم، سطوح کمیاب آلومینیوم، باریم، یا حتی خاک‌های کمیاب که ممکن است با آنها ترکیب شوند، بسیار مهم است. استفاده از گرید کم کلسیم برای گوگرد زدایی عمیق اتلاف پول و زمان است. در نهایت مقدار بیشتری اضافه می‌کنید، که افزایش سیلیکون را افزایش می‌دهد و به طور بالقوه ترکیب شیمیایی نهایی شما را از بین می‌برد. این یک اقدام متعادل کننده است که از اشتباهات آموخته شده است.

چالش های عملی در کاربرد

بنابراین شما نمره مناسب را انتخاب کرده اید. حال، چگونه آن را وارد مذاب می کنید؟ تزریق سیم استاندارد طلایی برای بازده و تکرارپذیری است. شما می توانید آن را دقیقاً در ملاقه در عمق مناسب اندازه گیری کنید. اما فیدرهای سیمی سرمایه هستند و سیم هسته دار خود هزینه اضافی دارد. برخی از مغازه‌های کوچک‌تر، به‌ویژه در بازارهای نوظهور، هنوز به افزودن کیسه‌ای متوسل می‌شوند - کیسه‌های مهر و موم شده را در حین ضربه زدن به داخل ملاقه می‌اندازند. مشکل؟ شعله ور شدن چشمگیر و بیهوده بخار کلسیم، پراکندگی ناسازگار، و بازدهی که می تواند از 15 درصد به 40 درصد تغییر کند، دریافت می کنید. من گرمایی را دیده ام که بیشتر کلسیم در سیستم استخراج دود می سوزد. سبز نیست، مقرون به صرفه نیست.

زمان‌بندی یکی دیگر از چیزهای احساسی است. زمانی که فعالیت اکسیژن هنوز زیاد است، آن را خیلی زود اضافه کنید و کلسیم در واکنش شدید سرباره-فلز مصرف شود. خیلی دیر اضافه کنید، زمانی که دما در حال کاهش است، و اجزاء زمان برای شناور شدن ندارند. نقطه شیرین اغلب در حین همزدن ملایم آرگون است، پس از اینکه اکسید زدایی اولیه باعث از بین رفتن اکسیژن عمده شد اما قبل از اینکه فولاد به دستگاه ریخته گری برود. شما اساساً در حال شستن مذاب هستید. اشتباه گرفتن به این معنی است که آن اجزای مایعی که برای ایجاد آنها تلاش کرده اید از هم جدا نمی شوند. آنها در رشته انجماد به دام می افتند و تبدیل به نقص می شوند.

سپس قوام مواد خام وجود دارد. دسته ای از CaSi با رطوبت بالا یا اندازه غیرمشخص می تواند یک فاجعه باشد. رطوبت منجر به جذب هیدروژن، تخلخل می شود. اندازه خارج از مشخصات (ریزهای بسیار زیاد) منجر به انحلال سریع و واکنش کنترل نشده می شود. یک بار محموله‌ای داشتیم که بسته‌بندی آن ضعیف بود و آلیاژ در حین حمل و نقل تا حدی اکسید شده بود. بازده به شدت کاهش یافت و بازگشت گوگرد در گرمای بعدی یک کابوس بود. این نشان می‌دهد که چرا مشارکت با تولیدکننده‌ای با یک سیستم قوی اهمیت دارد. اشاره Xinxin Silicon به یک سیستم مدیریت عالی و سیستم تضمین کیفیت و مجموعه کاملی از تجهیزات تست دقیق فقط به معنای بازاریابی نیست، بلکه چیزی است که از این سردردهای میدانی جلوگیری می کند. خطوط تولید آنها برای سیلیکون کلسیمسیم هسته دار و گره سازها به آنها پیشنهاد می کند که کاربرد پایین دستی را درک کنند، نه فقط ذوب را.

هم افزایی سبز و بهره وری مواد

فولادسازی سبز واقعی در مورد یک طرز فکر دایره ای است. CaSi چگونه مناسب است؟ اول، با فعال کردن استفاده از هزینه های ضایعات بالاتر. قراضه منبع نهایی آهن سبز است، اما کثیف است. درمان موثر کلسیم یک عامل تمیز کننده است که آن ضایعات را برای محصولات با درجه بالاتر زنده می کند. دوم، در فرآیندهایی مانند احیای مستقیم مبتنی بر هیدروژن (ذوب DRI/HBI)، منبع آهن بسیار خالص است اما سیلیکون کمی دارد. سیلیکون موجود در CaSi می‌تواند در اینجا به یک جزء آلیاژی مفید تبدیل شود، نه فقط یک حامل، که به دستیابی به مشخصات سیلیکون هدف بدون افزودن FeSi جداگانه کمک می‌کند. این یک سناریوی دو پرنده-یک سنگ است.

طرف سرباره هم هست عمل خوب CaSi نیاز به افزودن آهک بیش از حد برای گوگردزدایی را کاهش می دهد. حجم کمتر سرباره به معنای انرژی کمتر برای گرم کردن آن، مصرف شار کمتر، جابجایی کمتر سرباره در پایین دست است. این یک اهرم کوچک در تعادل توده گیاه است، اما این اهرم های کوچک جمع می شوند. پروژه ای را به خاطر می آورم که هدف آن کاهش تولید سرباره خاص در هر تن فولاد بود. بهینه سازی سیلیکون کلسیم نقطه و نرخ اضافه، در ارتباط با یک عمل سرباره مصنوعی، سرباره ملاقه را نزدیک به 8٪ کاهش داد. این زباله کمتری برای دفن زباله یا پردازش است.

کاربرد گره‌سازی برای ریخته‌گری‌های چدن انعطاف‌پذیر، که Xinxin فهرست می‌کند، یک جهان موازی است اما با همان اصل. استفاده از ندولایزرهای مبتنی بر CaSi (با منیزیم) در ریخته گری شکل دیگری از کارایی مواد است - تبدیل آهن پایه به ماده ای با کارایی بالا و اغلب سبک تر، که یک پیروزی پایدار در خودرو یا زیرساخت است. تخصص در تولید آلیاژهای ثابت و با خلوص بالا برای این کاربرد سخت به طور مستقیم به قابلیت اطمینان مورد نیاز در فولادسازی ترجمه می شود.

نگاه به آینده: نه یک گلوله نقره ای، بلکه یک توانمندساز حیاتی

آیا سیلیکون کلسیم در بیانیه های مطبوعاتی کارخانه بعدی فولاد بدون کربن وجود خواهد داشت؟ بعید است. اما آیا این در رویه‌های عملیاتی استاندارد کارخانه خواهد بود؟ کاملا. همانطور که مسیرهای فولادسازی متنوع می شوند - EAF بیشتر، DRI بیشتر، فرآیندهای ترکیبی بیشتر - تقاضا برای متالورژی ثانویه دقیق، قابل اعتماد و کارآمد فقط افزایش می یابد. سیلیکون کلسیم درست وسط آن می نشیند

پیشرفت‌های آتی که من مشاهده می‌کنم در سیم‌های روکش دار یا آلیاژهای کامپوزیت هستند که باعث بهبود عملکرد و کاهش دود می‌شوند. شاید آلیاژهایی که برای مخلوط های قراضه خاص طراحی شده اند. شیمی اولیه تغییر نخواهد کرد، اما تحویل و قوام واضح تر می شود. تولیدکنندگانی که روی این ثبات سرمایه گذاری می کنند، مانند تولیدکنندگانی که دارای خطوط پردازش و آزمایش یکپارچه هستند، همان هایی هستند که کارخانه ها به آنها تکیه می کنند.

بنابراین، برای پایان دادن به این موضوع: اگر در حال ترسیم یک استراتژی فولادسازی سبز هستید، فقط به منبع انرژی و راکتور نگاه نکنید. به جعبه ابزاری که محصول نهایی را قابل دوام می کند نگاه کنید. سیلیکون کلسیم یک آچار فرسوده و قابل اعتماد در آن جعبه است. تا زمانی که به آن نیاز نداشته باشید، هیجان انگیز نیست، و سپس کیفیت آن تعیین می کند که آیا فرآیند سبز ظریف شما واقعاً فولاد قابل فروش و با کیفیت بالا تولید می کند یا خیر. این توانمندساز ناشناخته است و نقش آن تنها زمانی که صنعت عمل خود را تمیز می کند، مهم تر می شود.