திறமையான மற்றும் குறைந்த கார்பன் உருக்குதலை அடைவதற்காக, கிராஃபைட் கலந்த பெட்ரோலிய கோக்குடன் உருகிய எஃகின் கார்பன் ஆற்றலை எவ்வாறு துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்துவது?

உருகிய எஃகில் கார்பன் ஆற்றலைத் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்துதல் மற்றும் திறமையான குறைந்த கார்பன் எஃகு உற்பத்தியை அடைதல்: தொழில்நுட்ப வழிமுறைகள்

I. மூலப்பொருள் தேர்வு: அடித்தளமாக உயர் தூய்மை கொண்ட கிராஃபைட் செய்யப்பட்ட பெட்ரோலியம் கோக்

மையக் காட்டி கட்டுப்பாடு

• நிலைத்த கார்பன் ≥ 98%: தூய்மையில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு 1% அதிகரிப்பிற்கும், வார்ப்புப் பாகத்தின் வலிமை 15% உயர்கிறது, மூலப்பொருளின் அளவு 8% குறைகிறது, மேலும் உருக்குதல் ஆற்றல் நுகர்வு நேரடியாகக் குறைகிறது.
• கந்தகம் ≤ 0.03%: கந்தக வரம்புகளை 0.02% அளவுக்கு மீறுவது, இயந்திர உருளைத் தொகுதிகளில் நுண்துளைத்தன்மையை 40% வரை திடீரென அதிகரிக்கச் செய்யலாம். இதனால், குறைந்த கந்தகம் கொண்ட கோக்கை (எ.கா., கந்தகம் ≤ 0.3% கொண்ட தென்னாப்பிரிக்க இறக்குமதி கோக்) கடுமையாகச் சோதிப்பது அவசியமாகிறது.
• நைட்ரஜன் ≤ 150 ppm, சாம்பல் ≤ 0.5%: அதிகப்படியான நைட்ரஜன், நீளும் தன்மையுள்ள இரும்பில் உள்ள கிராஃபைட்டின் உருவமைப்பைச் சீர்குலைக்கிறது, அதே சமயம் அதிக சாம்பல் உள்ளடக்கம் கசடு உட்பொருட்களை உருவாக்கி, எஃகின் செயல்திறனைக் குறைக்கிறது.

பௌதீக சொத்து சரிபார்ப்பு

• உலோகப் பளபளப்புச் சோதனை: உண்மையான தயாரிப்புகள் கண்ணாடி போன்ற படிக முறிவுப் பரப்புகளைக் கொண்டிருக்கும், அதேசமயம் தரம் குறைந்தவை கரி போல மந்தமாகத் தோன்றி, அவற்றின் படிக ஒருமைப்பாட்டைப் பிரதிபலிக்கும்.
• லேசர் துகள் அளவு பகுப்பாய்வு:
  • துல்லியமான வார்ப்புக்கு 1–3 மிமீ துகள்கள் (கரைதல் வீதமானது உருகிய எஃகின் பாய்வு வேகத்துடன் பொருந்துகிறது).
  • மின் வில் உலை (EAF) எஃகு தயாரிப்பிற்கான 3–5 மிமீ துகள்கள் (ஆக்சிஜனேற்ற இழப்புகளைத் தாமதப்படுத்துகிறது).
  • 3%-க்கு மேல் உள்ள தூள் உள்ளடக்கம் ஒரு தடுப்பு அடுக்கை உருவாக்கி, கார்பன் உறிஞ்சப்படுவதைத் தடுக்கிறது.

II. செயல்முறை உகப்பாக்கம்: உயர்-வெப்பநிலை கிராஃபைட்டாக்கல் மற்றும் அறிவார்ந்த ஊட்டம்

3000°C உயர் வெப்பநிலை தணித்தல் தொழில்நுட்பம்

• கார்பன் அணு மறுசீரமைப்பு: மூடப்பட்ட அச்செசன் உலைகளில், கோக் கட்டிகள் ≥3000°C வெப்பநிலையில் 72 மணி நேரச் செயலாக்கத்திற்கு உட்படுத்தப்பட்டு, தேன்கூடு போன்ற படிக அமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன. கந்தக எச்சங்கள் ≤0.03% ஆகக் குறைந்து, நிலைத்த கார்பன் 98%-ஐத் தாண்டுகிறது.
• ஆற்றல் நுகர்வுக் கட்டுப்பாடு: ஒவ்வொரு டன் உற்பத்திப் பொருளுக்கும் 8,000 kWh ஆற்றல் நுகரப்படுகிறது, இதில் 60%-க்கும் அதிகமான செலவு மின்சாரத்திற்கே ஆகும். உலை வெப்பநிலை வளைவுகளை உகந்ததாக்குவது (எ.கா., ≥2800°C-ஐப் பராமரித்தல்) அலகு ஆற்றல் நுகர்வைக் குறைக்கிறது.

அறிவார்ந்த உணவு அமைப்பு

• 5G+AI நிகழ்நேரக் கண்காணிப்பு: சென்சார்கள் இரும்பின் மின்காந்தப் பண்புகளைக் கண்காணிப்பதோடு, கார்பன் சமமான முன்கணிப்பு மாதிரிகளையும் இணைத்து, கார்பரைசர் சேர்க்கும் விகிதங்களைத் துல்லியமாகக் கணக்கிடுகின்றன.
• ரோபோ கை தரப்படுத்தல் உணவு:
  • நீடித்த கார்பனேற்றத்திற்கு பருமனான துகள்கள் (3–5 மிமீ).
  • ஆக்சிஜனேற்ற இழப்புகளைக் குறைத்து, கார்பனை விரைவாகச் சரிசெய்வதற்கான நுண்ணிய தூள்கள் (<1 மிமீ).

III. குறைந்த கார்பன் எஃகு உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்களின் ஒருங்கிணைப்பு

EAF பசுமை உற்பத்தி

• கழிவு வெப்ப மீட்பு: உயர் வெப்பநிலை புகை வாயுவை மின் உற்பத்திக்கு பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஆற்றலைச் சேமிப்பதோடு, மறைமுகமாக CO₂ வெளியேற்றத்தையும் குறைக்கிறது.
• கோக் பதிலீடு: பகுதி கோக்கிற்குப் பதிலாக கிராஃபைட் கலந்த பெட்ரோலிய கோக் கார்பனைசர்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், புதுப்பிக்க முடியாத புதைபடிவ எரிபொருள் நுகர்வைக் குறைக்கிறது.
• உலோகக் கழிவுகளை முன்கூட்டியே சூடாக்குதல்: உருக்குதல் சுழற்சிகளைக் குறைக்கிறது, ஆற்றல் பயன்பாட்டைக் குறைக்கிறது, மற்றும் “கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜிய கார்பன்” EAF போக்குகளுடன் ஒத்துப்போகிறது.

ஹைட்ரஜன் அடிப்படையிலான எஃகு உற்பத்தி ஒருங்கிணைப்பு

• ஊது உலை ஹைட்ரஜன் உட்செலுத்துதல்: ஹைட்ரஜன் செறிந்த வாயுக்களை (எ.கா., H₂, இயற்கை எரிவாயு) உட்செலுத்துவது, பகுதி கோக்கிற்கு மாற்றாக அமைந்து, கார்பன் வெளியேற்றத்தைக் குறைக்கிறது.
• ஹைட்ரஜன் தண்டு உலை நேரடி ஒடுக்கம்: இரும்புத் தாதுவை நேரடியாக ஒடுக்குவதற்கு ஹைட்ரஜனை ஒடுக்கியாகப் பயன்படுத்துகிறது, இது பாரம்பரிய ஊது உலைகளுடன் ஒப்பிடும்போது வெளியேற்றப்படும் புகையை 60%-க்கும் அதிகமாகக் குறைக்கிறது.

IV. தரக் கட்டுப்பாடு: முழு செயல்முறை தடமறிதல் மற்றும் பரிசோதனை

மூலப்பொருள் பிளாக்செயின் தடமறிதல்
QR குறியீடுகளை ஸ்கேன் செய்வதன் மூலம் சுங்க அறிவிப்புகள், கந்தக சோதனை வீடியோக்கள் மற்றும் உற்பத்தித் தொகுதித் தரவுகளை அணுகி, விதிமுறைகளுக்கு இணங்குவதை உறுதிசெய்யலாம்.

எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி ஆய்வு
அணு வால்வு எஃகு போன்ற உயர்தர வார்ப்புகளில் விபத்துகளைத் தடுப்பதற்காக, தர ஆய்வாளர்கள் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி மூலம் படிக அடர்த்தியைச் சரிசெய்து, சிலிக்கா-அலுமினா உள்ளடக்கங்களை நீக்குகின்றனர்.

V. பயன்பாட்டுச் சூழல்கள் மற்றும் நன்மைகள்

உயர்தர வார்ப்பு

• அணு வால்வு எஃகு: கந்தகக் குறைப்பு முறையானது அதன் உள்ளடக்கத்தை 0.015%-க்கும் குறைவாகப் பராமரித்து, உயர் வெப்பநிலை/அழுத்த நிலைகளின் கீழ் ஏற்படும் அழுத்த அரிப்பைத் தடுக்கிறது.
• வாகன என்ஜின் பிளாக்குகள்: குறைபாட்டு விகிதங்களை 15%-இலிருந்து 3%-ஆகக் குறைத்து, நுண்துளைத்தன்மையையும் கணிசமாகக் குறைக்கிறது.

சிறப்பு எஃகு உற்பத்தி

• விண்வெளி உயர் வலிமை எஃகு: 1–3 மிமீ துகள்களைத் தரம் பிரித்துச் சேர்ப்பதன் மூலம் 97%-க்கும் அதிகமான கார்பன் உறிஞ்சப்படுதல் அடையப்படுகிறது. இது 42CrMo எஃகில் ஏற்படும் தணிப்பு விரிசல்களை நீக்கி, உற்பத்தி விகிதங்களை 99%-க்கும் மேல் உயர்த்துகிறது.

புதிய ஆற்றல் பயன்பாடுகள்

• லித்தியம்-அயன் பேட்டரி ஆனோடுகள்: 12 μm அளவுள்ள மாற்றியமைக்கப்பட்ட துகள்களாகப் பதப்படுத்தப்பட்டு, ஆற்றல் அடர்த்தியை 350 Wh/kg-க்கும் மேலாக அதிகரிக்கின்றன.
• அணு உலை நியூட்ரான் மட்டுப்படுத்திகள்: உயர் தூய்மைத் தரங்களில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு 1% தூய்மை மாறுபாடும், நியூட்ரான் உறிஞ்சும் விகிதங்களில் 10% ஏற்ற இறக்கங்களை ஏற்படுத்துகிறது.