철강 및 주조와 같은 고온 야금 분야에서, 페로실리콘은 수년 동안 전통적인 탈산제이자 합금화제로 사용되어 왔습니다. 그러나 환경 보호에 대한 압력이 커지고 소재 기술이 혁신되면서, 탄화규소 (SiC)는 고효율 및 저배출 특성으로 인해 점차 페로실리콘의 이상적인 대체재가 되고 있습니다.

탄화규소와 페로실리콘의 특성 비교: 왜 성공적인 대체재로 여겨지는가?

탄화규소 (화학식 SiC)는 규소와 탄소로 이루어진 공유결정입니다. 페로실리콘 (75%-90%의 규소를 함유한 FeSi 합금)과 비교할 때, 그 물리화학적 특성은 현대 야금 요구사항에 더 잘 부합합니다:

탈산 효율:

탄화규소는 90% 이상의 규소 함량을 가지며, 탄소와 함께 시너지 탈산 효과를 발휘합니다. 용강에서의 탈산 효율은 페로실리콘보다 15%-20% 높아, 강의 산소 함량을 0.002% 이하로 낮춥니다.

환경 보호

페로실리콘의 생산은 톤당 약 8 tons의 이산화탄소를 배출하는 반면, 공정 최적화를 통해 탄화규소의 배출량은 톤당 5 tons 이하로 줄일 수 있어, "dual carbon" 정책에 더 부합합니다.

비용 이점:

탄화규소는 페로실리콘보다 가격이 더 높지만, 단위당 탈산 재료 사용량을 30% 줄일 수 있어, 강 1 ton당 종합 비용을 5-8 yuan 절감할 수 있습니다.

불순물 제어:

탄화규소의 황 및 인 함량은 ≤0.03%로, 페로실리콘(일반적으로 ≤0.05%)보다 현저히 낮아 강 내 유해 원소의 존재를 줄입니다.

탄화규소가 페로실리콘을 대체하는 핵심 적용 시나리오

1. 보통 탄소강 및 저합금강 제련: 고효율 탈산 및 탈황

전로 및 전기로를 사용하는 제강 공정에서, 탄화규소는 예비 탈산과 최종 탈산 모두에서 페로실리콘 합금을 대체할 수 있습니다.

대체 비율:

일반적으로 1:1.2-1.5의 비율로 계산됩니다 (즉, 1 ton의 탄화규소 합금이 1.2-1.5 tons의 75% 페로실리콘을 대체할 수 있습니다).

적용 효과:

한 철강 그룹의 실증에 따르면, SiC 합금을 사용하면 용강의 최종 산소 함량을 0.0045%에서 0.0028%로 낮추고, 연속주조 빌릿의 표층하 기공 결함률을 40% 감소시킬 수 있습니다.

적용 가능한 강종:

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

2. 주조 산업: 주철의 미세조직 및 유동성 개선

회주철 및 구상흑연주철 생산에서, 탄화규소는 접종제 및 합금화제로서 페로실리콘을 대체할 수 있으며, 여러 가지 장점을 제공합니다:

결정립 미세화:

탄화규소의 탄소는 흑연 핵생성을 촉진하여, 주철의 펄라이트 함량을 10% 에서 15% 증가시키고 경도를 HB15 에서 20만큼 높일 수 있습니다.

유동성 개선:

자동차 실린더 블록 주조에서, 탄화규소를 사용하면 용선의 유동성을 8%-12% 향상시키고 완성 주물의 수율을 88%에서 95%로 높일 수 있습니다.

수축 감소:

주철의 수축률을 0.8% 이하로 줄여 수축공 및 기공을 최소화합니다.

3. 페로합금 생산: 에너지 소비 및 불순물 감소

실리코망간 합금 및 실리콘칼슘 합금 생산에서, 탄화규소는 보조 규소원으로서 페로실리콘을 부분적으로 대체할 수 있습니다.

에너지 절감:

실리코망간 합금 생산 1 ton당 300kg의 탄화규소로 페로실리콘을 대체하면 전력 소비를 약 150kWh 줄일 수 있습니다. 성분 최적화는 합금 내 철 함량을 (2%-3%에서 1%-1.5%로) 줄여 제품 순도를 향상시키는 것을 포함합니다.

4. 특수강 제련: 정밀한 성분 제어

스테인리스강 및 내열강과 같은 고급 강종을 생산할 때, 탄화규소의 저불순물 특성은 매우 중요합니다:

스테인리스강 (예: 304 및 316):

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

내열강 (예: Cr25Ni20):

탄화규소는 안정적인 탈산 능력을 가지며, 강 내 산화물 개재물을 줄이고 고온 산화 저항성을 향상시킵니다.

페로실리콘을 탄화규소로 대체하는 것은 단지 소재 기술의 발전일 뿐만 아니라, 야금 산업이 저탄소 및 고효율 생산으로 전환하기 위한 불가피한 선택이기도 합니다. 그 적용 시나리오는 일반 탄소강에서 특수 주조품에 이르기까지 지속적으로 확대되고 있으며, 기업에 비용 절감, 품질 향상, 배출 저감과 같은 복합적인 이점을 가져다주고 있습니다. 기술의 성숙과 정책 지원에 따라, 탄화규소는 향후 5-10 years 안에 야금 보조재의 주류 선택이 될 것으로 기대되며, 업계의 친환경 전환을 촉진할 것입니다. 특정 산업을 위한 대체 솔루션 또는 조달 제안에 대해 알고 싶으시면, 맞춤형 분석 보고서를 위해 당사에 문의하실 수 있습니다.