Kalcija silīcijs zaļā tērauda ražošanā? 

Jūs dzirdat zaļo tērauda ražošanu un uzreiz domājat par ūdeņradi, elektriskām loka krāsnīm, metāllūžņu pārstrādi. vai ne? Tā ir lielā attēla lieta. Bet kausā, galīgās kausēšanas ķīmijas regulēšanā, ir kluss, bieži vien pārprasts darba zirgs: kalcija silīcijs. Tas nav krāšņi. Tas ir deoksidētājs, desulfurizētājs. Taču tā loma zaļajā pārejā ir vairāk saistīta ar efektivitātes un kvalitātes nodrošināšanu jaunos, mazāk oglekļa emisijas procesos, nevis kā galvenā darbība. Nepareizs uzskats, ka tas tiek uzskatīts par vēl vienu sakausējuma papildinājumu. Patiesībā tā veiktspēja nosaka, cik tīrs ir jūsu tērauds, cik labi darbojas jūsu ritentiņš un, visbeidzot, cik lielu atdevi jūs iegūstat no dārgā, zema oglekļa satura primārā metāla vai lūžņu lādiņa. Izdariet to nepareizi, un jūsu zaļās ambīcijas aizsērēs sprauslu aizsprostojumi un neatbilstoši ieslēgumi.

Pamatmehānisms: vairāk nekā tikai deoksidācija

Ikviens zina, ka CaSi ir paredzēts deoksidācijai. Jūs to iemetat, tas satver skābekli un sēru, veido peldošus izdedžus. Mācību grāmata. Taču nianse — tā daļa, ko uzzini, tikai skatoties iekļaušanas analīzes atskaitē, ir saistīta ar iekļaušanas veidu, ko tas rada. Tīra kalcija apstrāde var būt sarežģīta; tas ir nepastāvīgs, tā ienesīgums ir nekonsekvents. Kalcija silīcijs, jo silīcijs darbojas kā nesējs un regulē reakciju, nodrošina labāk kontrolējamu atbrīvošanos. Mērķis nav tikai noņemt O un S, tas ir pārveidot atlikušos alumīnija oksīda (Al2O3) virknes šķidros kalcija aluminātos. Šie lodveida ieslēgumi ir mīksti, tie nenoberž jūsu iegremdēto ieejas sprauslu, tie nerada plaisas augstas stiprības plānās sloksnēs. Šeit sākas zaļā saikne: gluda liešana nozīmē mazāk izlaušanos, mazāk lūžņu, mazāk tērētas enerģijas, kausējot atgriezumus.

Es atceros izmēģinājumu fabrikā, pārejot uz augstāku lūžņu attiecību savā EAF — klasisks zaļš solis. Vairāk lūžņu nozīmē vairāk trampu elementu, vairāk mainīgu atlikumu. Viņu līdzšinējā prakse ar pamata deoksidētāju izraisīja šausmīgu aizsērēšanu pie tējkannas. Mēs pārgājām uz noteiktu CaSi pakāpi ar stingrāku Ca / Si attiecību un kontrolētu daļiņu izmēru diapazonu (domājiet par 10–30 mm, nevis pulveri). Tūlītējais efekts bija ne tikai tīrāks tērauds pēc specifikācijas, bet arī meistars atzīmēja, ka viņi veica trīs karsējumus ilgāk bez sprauslas maiņas. Tas ir taustāms. Tas nozīmē mazāk dīkstāves, mazāk ugunsizturīgo atkritumu, vairāk tonnu vienā ieslēgšanas stundā. Sakausējuma izmaksas bija augstākas, taču ekspluatācijas ietaupījumi to izpūta no ūdens.

Atteices režīms šeit ir pieņemts, ka visi CaSi ir vienādi. Piegādātājs, piemēram Iekšējā Mongolija Xinxin Silicon Industry Co., Ltd. (jūs varat pārbaudīt viņu produktu klāstu vietnē https://www.xinxinsilicon.com) būs norādītas tādas specifikācijas kā Ca28-Si60 vai Ca30-Si58. Šī dažu procentu atšķirība kalcija saturā, alumīnija, bārija vai pat retzemju metālu līmeņos, kuros tie varētu sajaukties, ir ļoti svarīgi. Zema kalcija līmeņa izmantošana dziļas atsērošanas darbam ir naudas un laika izšķiešana. Jūs galu galā pievienojat vairāk, kas palielina silīcija uzņemšanu, potenciāli izjaucot galīgo ķīmiju. Tā ir līdzsvarošana, kas iegūta no nepareiziem soļiem.

Praktiski izaicinājumi lietošanā

Tātad jūs esat izvēlējies pareizo atzīmi. Tagad, kā to dabūt kausē? Stiepļu iesmidzināšana ir zelta standarts ražīgumam un reproducējamībai. Jūs varat to precīzi iemērīt kausā pareizajā dziļumā. Bet stieples padevēji ir kapitāls, un pati stieple ar serdi ir papildu izmaksas. Dažos mazākos veikalos, īpaši jaunajos tirgos, joprojām tiek izmantots papildinājums maisos — aizzīmogotus maisiņus iemet kausā pieskaršanās laikā. Problēma? Jūs iegūstat iespaidīgu, izšķērdīgu kalcija tvaiku uzliesmojumu, nekonsekventu izkliedi un ražu, kas var svārstīties no 15% līdz 40%. Esmu redzējis karstumus, kad lielākā daļa kalcija vienkārši sadega dūmu nosūkšanas sistēmā. Nav zaļš, nav ekonomisks.

Laiks ir vēl viena lieta, kas jūtama. Pievienojiet pārāk agri, kad skābekļa aktivitāte joprojām ir augsta, un kalcijs tiek patērēts sīvā izdedžu-metāla reakcijā. Pievienojiet pārāk vēlu, kad temperatūra pazeminās un ieslēgumiem nav laika izpeldēt. Saldā vieta bieži vien ir maigas argona maisīšanas laikā, pēc sākotnējās deoksidācijas ir samazinājies skābekļa daudzums, bet pirms tērauds nonāk ritenī. Jūs būtībā mazgājat kausējumu. Ja tas tiek izdarīts nepareizi, tie šķidrie ieslēgumi, pie kuriem strādājāt, netiek atdalīti. tie tiek iesprostoti sacietējošajā pavedienā, kļūstot par defektiem.

Tad ir izejvielu konsistence. CaSi partija ar augstu mitruma līmeni vai neatbilstoša izmēra var būt katastrofa. Mitrums izraisa ūdeņraža uzņemšanu, porainību. Nespecifiskais izmērs (pārāk daudz smalku daļiņu) izraisa ātru izšķīšanu un nekontrolētu reakciju. Reiz mums bija sūtījums, kurā bija slikta iepakošana, un sakausējums tranzīta laikā bija daļēji oksidējies. Raža strauji samazinājās, un sēra pārvēršana nākamajā karstumā bija murgs. Tas uzsver, kāpēc ir svarīgi sadarboties ar ražotāju ar stabilu sistēmu. Xinxin Silicon pieminēšana par perfektu vadības sistēmu un kvalitātes nodrošināšanas sistēmu un pilnu precizitātes testēšanas iekārtu komplektu nav tikai mārketinga pūka — tas ir tas, kas novērš šīs galvassāpes. Viņu produktu līnijas kalcija silīcijs, serdeņstieples un mezglu veidotāji liecina, ka viņi saprot pakārtoto pielietojumu, ne tikai kausēšanu.

Zaļā sinerģija un materiālu efektivitāte

Patiesa zaļā tērauda ražošana ir saistīta ar apļveida domāšanu. Kā CaSi der? Pirmkārt, ļaujot izmantot augstākas maksas par metāllūžņiem. Lūžņi ir galvenais zaļā dzelzs avots, taču tie ir netīri. Efektīva kalcija apstrāde ir tīrīšanas līdzeklis, kas padara šos lūžņus izmantojamus augstākas kvalitātes izstrādājumiem. Otrkārt, tādos procesos kā tiešā reducēšana uz ūdeņraža bāzes (DRI/HBI kausēšana) dzelzs avots ir ļoti tīrs, taču tajā ir maz silīcija. CaSi silīcijs šeit var kļūt par noderīgu sakausējuma komponentu, nevis tikai nesēju, palīdzot sasniegt mērķa silīcija specifikācijas bez atsevišķa FeSi piedevas. Tas ir scenārijs “divi putni viens akmens”.

Ir arī izdedžu puse. Laba CaSi prakse samazina vajadzību pēc pārmērīga kaļķa piedevām sēra attīrīšanai. Mazāks izdedžu tilpums nozīmē mazāk enerģijas to apsildīšanai, mazāku plūsmas patēriņu, mazāku izdedžu apstrādi lejup pa straumi. Tā ir maza svira visā augu masas līdzsvarā, taču šīs mazās sviras summējas. Es atceros projektu, kura mērķis bija samazināt īpatnējo izdedžu veidošanos uz vienu tonnu tērauda. Optimizējot kalcija silīcijs pievienošanas punkts un ātrums kopā ar sintētisko izdedžu praksi samazina kausa izdedžus par gandrīz 8%. Tas ir mazāk atkritumu apglabāšanai poligonā vai pārstrādei.

Kaļamā čuguna lējumu veidojošais pielietojums, ko uzskaita Xinxin, ir paralēls visums, taču ar to pašu principu. Uz CaSi balstītu mezgliņu (ar magniju) izmantošana lietuvēs ir vēl viens materiālu efektivitātes veids — pamata dzelzs pārveidošana par augstas veiktspējas, bieži vien vieglāku materiālu, kas ir ilgtspējības ieguvums automobiļu rūpniecībā vai infrastruktūrā. Zināšanas konsekventu, augstas tīrības pakāpes sakausējumu ražošanā šim prasīgajam lietojumam tieši nozīmē tērauda ražošanā nepieciešamo uzticamību.

Skatoties uz priekšu: nevis sudraba lode, bet gan būtisks veicinātājs

Vai kalcija silīcijs tiks iekļauts preses paziņojumos par nākamo bezoglekļa tērauda rūpnīcu? Maz ticams. Bet vai tas būs rūpnīcas standarta darbības procedūrās? Pilnīgi noteikti. Tērauda ražošanas ceļiem dažādojot — vairāk EAF, vairāk DRI, vairāk hibrīdprocesu — pieprasījums pēc precīzas, uzticamas un efektīvas sekundārās metalurģijas tikai pieaugs. Kalcija silīcijs sēž tieši tā vidū.

Nākotnes attīstība, ko es skatos, ir pārklāta stieple vai kompozītmateriālu sakausējumi, kas vēl vairāk uzlabo ražu un samazina dūmus. Varbūt sakausējumi, kas pielāgoti konkrētiem metāllūžņu maisījumiem. Pamata ķīmija nemainīsies, bet piegāde un konsistence kļūs asāka. Ražotāji, kas iegulda līdzekļus šajā konsekvenci, piemēram, tie, kuriem ir integrētas apstrādes un testēšanas līnijas, būs tie, uz kuriem rūpnīcas paļaujas.

Tātad, noslēdzot šo jautājumu: ja plānojat zaļās tērauda ražošanas stratēģiju, neskatieties tikai uz enerģijas avotu un reaktoru. Apskatiet rīku komplektu, kas padara galaproduktu dzīvotspējīgu. Kalcija silīcijs ir nolietota, uzticama uzgriežņu atslēga tajā kastē. Tas nav aizraujoši, kamēr jums tas nav nepieciešams, un tad tā kvalitāte nosaka, vai jūsu elegantajā zaļajā procesā patiešām tiek ražots pārdodams augstas kvalitātes tērauds. Tas ir neapdziedāts veicinātājs, un tā loma kļūst arvien kritiskāka, jo nozare attīra savu darbību.