グリーン製鉄におけるカルシウム・シリコン? 

グリーン製鉄と聞くとすぐに、水素、電気炉、スクラップのリサイクルが思い浮かびます。右？それが全体像です。しかし、取鍋の奥には、最終的な溶解化学反応の微調整において、静かで誤解されがちな主力製品があります。 カルシウムシリコン。華やかではありません。脱酸素剤、脱硫剤です。しかし、グリーン移行におけるその役割は、それ自体が注目を集める行為であるというよりも、炭素集約度の低い新しいプロセスで効率と品質を実現することにあります。これを単なる合金の追加として扱うのは誤解です。実際には、その性能によって、鋼材がどの程度きれいであるか、鋳造機がどの程度うまく機能するか、そして最終的には、高価な低炭素の一次金属またはスクラップチャージからどの程度の収量が得られるかが決まります。それを間違えると、ノズルの詰まりや規格外の異物によって、環境に優しいという目標が妨げられてしまいます。

中心となるメカニズム: 単なる脱酸素以上のもの

CaSi が脱酸素作用があることは誰もが知っています。それを投げ込むと、酸素と硫黄を捕らえて浮遊性のスラグを形成します。教科書。しかし、ニュアンスは、含有物分析レポートを見つめているときにのみ分かる部分ですが、それは、それが作成する含有物の種類に関するものです。純粋なカルシウムの治療は難しい場合があります。揮発性が高く、収量も安定していません。 カルシウムシリコン、シリコンがキャリアとして機能し、反応を緩和することで、より制御可能な放出が得られます。目標は、O と S を除去することだけではなく、残ったアルミナ (Al2O3) ストリンガーを液体アルミン酸カルシウムに変えることです。これらの球状介在物は柔らかく、浸漬エントリ ノズルを摩耗させず、高強度の薄いストリップに亀裂を引き起こすこともありません。そこからグリーンリンクが始まります。スムーズな鋳造は、ブレイクアウト、スクラップ、再溶解オフカットのエネルギー浪費を減らします。

ある工場で EAF のスクラップ率を高める、典型的な環境に優しい取り組みに移行する試験が行われたことを覚えています。スクラップが増えるということは、浮浪者要素が増え、変動する残差が増えることを意味します。基本的な脱酸剤を使用した既存の方法では、タンディッシュでひどい詰まりが発生しました。私たちは、より厳密な Ca/Si 比と制御された粒径範囲 (粉末ではなく 10 ～ 30 mm を考えてください) を備えた特定のグレードの CaSi に切り替えました。即座の効果は、仕様上スチールがきれいになっただけではなく、ノズルを交換せずにシーケンスを 3 ヒート長く実行したと現場監督が指摘したことです。それは明白です。これにより、ダウンタイムが減り、耐火物の廃棄物が減り、通電時間あたりのトン数が増加します。合金のコストは高くなりましたが、運用上の節約により、それは水の泡になりました。

ここでの故障モードは、すべての CaSi が同じであると仮定しています。みたいなサプライヤー 内モンゴル新新シリコン工業株式会社 (製品範囲は次のサイトで確認できます) https://www.xinxinsilicon.com) には、Ca28-Si60 または Ca30-Si58 などのスペックがリストされます。カルシウム含有量、微量のアルミニウム、バリウム、さらには混入する可能性のあるレアアースの数パーセントの違いは、非常に重要です。深脱硫作業に低カルシウムグレードを使用するのは、お金と時間の無駄です。さらに追加することになり、シリコンのピックアップが増加し、最終的な化学反応が台無しになる可能性があります。それは失敗から学んだバランスをとる行為です。

応用における実際的な課題

正しいグレードを選択したことになります。さて、どうやってそれを溶かすのですか？ワイヤー射出は、歩留まりと再現性のゴールドスタンダードです。適切な深さで正確に計量して取鍋に入れることができます。ただし、ワイヤ送給装置は資本であり、コア付きワイヤ自体は追加コストです。特に新興市場の一部の小規模店では、依然として袋詰めの追加、つまり出湯中に密封された袋を柄杓に投げ込むという手段に頼っています。問題？カルシウム蒸気の壮観で無駄な爆発、分散の一貫性のなさ、収率は 15% から 40% まで変動します。私は、カルシウムのほとんどがヒューム抽出システムで燃え尽きてしまうヒートを見てきました。環境に優しくないし、経済的でもない。

タイミングも直感の問題です。酸素活性がまだ高いときに添加しすぎると、激しいスラグと金属の反応でカルシウムが消費されてしまいます。温度が下がっているときに添加しすぎると、インクルージョンが浮き上がる時間がありません。スイートスポットは多くの場合、最初の脱酸によってバルク酸素が減少した後、鋼が鋳造機に送られる前に、アルゴンを穏やかに撹拌している間です。基本的にはメルトを洗浄します。これを間違えると、せっかく作った液体インクルージョンが分離しないことになります。それらは凝固するストランドに閉じ込められ、欠陥となります。

次に、原材料の一貫性があります。水分の多い CaSi や規格外のサイズの CaSi をバッチで使用すると、大惨事になる可能性があります。水分は水素の取り込み、多孔性の原因となります。規格外のサイズ（微粒子が多すぎる）は、急速な溶解と制御不能な反応を引き起こします。以前、袋詰めが不十分で、輸送中に合金が部分的に酸化していた荷物がありました。収量は急減し、次のヒートでの硫黄の戻りは悪夢でした。これは、強固なシステムを持つプロデューサーと提携することがなぜ重要であるかを強調しています。 Xinxin Silicon が完璧な管理システム、品質保証システム、および精密検査装置一式について言及しているのは単なるマーケティングの宣伝ではなく、こうした現場の悩みを防ぐものなのです。同社の製品ラインは、 カルシウムシリコン、コアドワイヤー、およびノジュライザーは、製錬だけでなく下流のアプリケーションを理解していることを示唆しています。

グリーン相乗効果と材料効率

真のグリーン製鋼とは、循環型の考え方です。 CaSiはどのようにフィットしますか？まず、より高いスクラップ料金の使用を可能にすることです。スクラップは究極の緑色鉄源ですが、汚れています。効果的なカルシウム処理は、そのスクラップをより高品質な製品に使用できる洗浄剤となります。第 2 に、水素ベースの直接還元 (DRI/HBI 溶解) などのプロセスでは、鉄源は非常に純粋ですが、シリコンが少ないです。ここでは、CaSi 内のシリコンは単なるキャリアではなく、有用な合金成分となり、FeSi を別途添加することなく目標のシリコン仕様を達成するのに役立ちます。一石二鳥のシナリオだ。

スラグ面もあります。 CaSi を適切に実践すると、脱硫のために過剰な石灰を添加する必要性が減ります。スラグの体積が少ないということは、スラグを加熱するためのエネルギーが少なくなり、フラックス消費が少なくなり、下流でのスラグの処理が少なくなるということを意味します。これは植物全体の質量バランスからすると小さなレバーですが、これらの小さなレバーが積み重なっていきます。鉄鋼1トンあたりの特定のスラグ発生量を削減することを目的としたプロジェクトを思い出します。最適化 カルシウムシリコン 合成スラグの実践と併せて、追加ポイントとレートを設定すると、取鍋スラグが 8% 近く削減されました。これにより、埋め立てや処理に必要な廃棄物が減ります。

Xinxin がリストに挙げているダクタイル鋳鉄鋳物へのダクタイル化用途は、並行世界ですが、原理は同じです。鋳造工場で CaSi ベースの球状化剤 (マグネシウムを含む) を使用することは、材料効率のもう 1 つの形態であり、塩基性鉄を高性能で、多くの場合軽量の材料に変換します。これは、自動車やインフラストラクチャーにおける持続可能性の勝利となります。この要求の厳しい用途向けに一貫した高純度の合金を製造する専門知識は、製鋼に必要な信頼性に直接つながります。

将来を見据えて: 特効薬ではないが、重要な実現要因となる

次のゼロ炭素鋼工場のプレスリリースにはカルシウムシリコンが含まれるのでしょうか?ありそうもない。しかし、それは工場の標準作業手順に含まれるのでしょうか?絶対に。 EAF、DRI、ハイブリッドプロセスなど製鋼ルートが多様化するにつれ、正確で信頼性が高く、効率的な二次冶金に対する需要は高まる一方です。 カルシウムシリコン その真ん中に座っています。

私が注目している将来の開発は、歩留まりをさらに向上させ、ヒュームを低減する被覆ワイヤまたは複合合金です。おそらく、特定のスクラップ混合物に合わせて調整された合金かもしれません。基本的な相性は変わりませんが、表現力と一貫性はよりシャープになります。統合された加工ラインと検査ラインを備えた生産者など、その一貫性に投資する生産者は、工場が頼りにすることになります。

さて、このとりとめのない話をまとめると、グリーン製鉄戦略を計画しているのであれば、エネルギー源と原子炉だけに注目してはなりません。最終製品を実現可能にするツールボックスを見てください。 カルシウムシリコン その箱の中には使い古された信頼できるレンチが入っています。必要になるまでは面白くありませんが、エレガントなグリーンプロセスが実際に販売可能な高品質の鋼材を生産するかどうかは、その品質によって決まります。これは縁の下の力持ちであり、業界がその行為を一掃するにつれて、その役割はますます重要になっています。