철강 및 주조와 같은 고온 야금 분야에서 페로실리콘은 수년간 전통적인 탈산제 및 합금제로 사용되어 왔습니다. 그러나 환경 보호에 대한 요구가 높아지고 소재 기술이 혁신적으로 발전함에 따라, 탄화규소(SiC)는 높은 효율성과 낮은 배출 특성으로 인해 페로실리콘의 이상적인 대체재로 점차 자리 잡고 있습니다.

탄화규소와 페로실리콘의 특성 비교: 왜 성공적인 대체재로 평가되는가?

탄화규소(화학식 SiC)는 규소와 탄소로 이루어진 공유결정입니다. 규소 함량이 75%-90%인 페로실리콘(FeSi 합금)과 비교할 때, 탄화규소의 물리화학적 특성은 현대 야금의 요구사항에 더욱 부합합니다.

탈산 효율:

탄화규소는 규소 함량이 90% 이상이며, 탄소와 함께 시너지 탈산 효과를 발휘합니다. 용강에서의 탈산 효율은 페로실리콘보다 15%-20% 높고, 강철 내 산소 함량을 0.002% 이하로 낮출 수 있습니다.

환경 보호

페로실리콘 생산 시 톤당 약 8톤의 이산화탄소가 배출되는 반면, 공정 최적화를 통해 탄화규소의 배출량은 톤당 5톤 이하로 줄일 수 있어 "이중 탄소" 정책에 더욱 부합합니다.

비용 우위:

탄화규소는 페로실리콘보다 가격이 높지만, 단위당 탈산 재료 사용량을 30% 줄일 수 있어 철강 톤당 종합 비용을 5-8위안 절감할 수 있습니다.

불순물 제어:

탄화규소의 황 및 인 함량은 ≤0.03%로, 페로실리콘의 일반적인 함량(≤0.05%)보다 현저히 낮아 강철 내 유해 원소의 존재를 줄일 수 있습니다.

페로실리콘을 대체하는 탄화규소의 주요 적용 분야

1. 일반 탄소강 및 저합금강 제련: 효율적인 탈산 및 탈황

전로 및 전기로를 사용하는 제강 공정에서 탄화규소는 페로실리콘 합금을 대체하여 예비 탈산과 최종 탈산에 모두 사용할 수 있습니다.

대체 비율:

일반적으로 1:1.2-1.5의 비율로 계산합니다(즉, 탄화규소 합금 1톤은 75% 페로실리콘 1.2-1.5톤을 대체할 수 있습니다).

적용 결과:

한 철강 그룹의 실증 결과, SiC 합금을 사용하면 용강의 최종 산소 함량을 0.0045%에서 0.0028%로 낮추고, 연속 주조 빌릿의 표면하 기공 결함률을 40% 감소시킬 수 있는 것으로 나타났습니다.

적용 가능한 강재:

Q235 및 45# 강과 같은 일반 탄소강, 20Cr 및 40Cr과 같은 저합금강.

2. 주조 산업: 주철의 미세조직 및 유동성 개선

회주철 및 구상흑연주철 생산에서 탄화규소는 접종제 및 합금제로서 페로실리콘을 대체할 수 있으며, 다음과 같은 다양한 장점을 제공합니다.

결정립 미세화:

탄화규소의 탄소는 흑연 핵생성을 촉진하여 주철의 펄라이트 함량을 10%에서 15% 증가시키고, 경도를 HB15에서 20 높일 수 있습니다.

유동성 개선:

자동차 실린더 블록 주조 시 탄화규소를 사용하면 용철의 유동성을 8%-12% 개선하고, 완성 주물의 수율을 88%에서 95%로 높일 수 있습니다.

수축 감소:

주철의 수축률을 0.8% 이하로 낮춰 수축공 및 기공을 최소화합니다.

3. 합금철 생산: 에너지 소비 및 불순물 감소

규소망간 합금 및 규소칼슘 합금 생산에서 탄화규소는 보충 규소원으로서 페로실리콘을 부분적으로 대체할 수 있습니다.

에너지 절감:

규소망간 합금 1톤 생산 시 페로실리콘을 탄화규소 300kg으로 대체하면 전력 소비를 약 150kWh 줄일 수 있습니다. 성분 최적화를 통해 합금 내 철 함량을 2%-3%에서 1%-1.5%로 낮추어 제품 순도를 향상시킬 수 있습니다.

4. 특수강 제련: 정밀한 성분 제어

스테인리스강 및 내열강과 같은 고급 강종을 생산할 때 탄화규소의 낮은 불순물 특성은 매우 중요합니다.

스테인리스강(예: 304 및 316):

페로실리콘을 대체하면 과도한 철 혼입을 방지하고 후속 철 제거 비용을 줄일 수 있습니다.

내열강(예: Cr25Ni20):

탄화규소는 안정적인 탈산 능력을 갖추고 있어 강철 내 산화물 개재물을 줄이며 고온 산화 저항성을 향상시킵니다.

페로실리콘을 탄화규소로 대체하는 것은 소재 기술의 발전일 뿐만 아니라, 야금 산업이 저탄소·고효율 생산으로 전환하기 위한 필연적인 선택이기도 합니다. 일반 탄소강부터 특수 주물에 이르기까지 적용 분야가 지속적으로 확대되고 있으며, 비용 절감, 품질 향상, 배출량 감소 등 기업에 다양한 이점을 제공합니다. 기술의 성숙과 정책 지원에 따라 탄화규소는 향후 5-10년 내 야금용 보조 재료의 주류 선택으로 자리 잡아 산업의 친환경 전환을 촉진할 것으로 예상됩니다. 특정 산업에 적합한 대체 솔루션이나 조달 제안이 필요하시면 당사에 문의하여 맞춤형 분석 보고서를 받아보실 수 있습니다.