Technologia proszku żelaza
Proszek żelazny technologia polega na wytwarzaniu i wykorzystywaniu proszku żelaznego w różnych zastosowaniach, w tym wytwarzaniu addytywnym (drukowaniu 3D), magazynowaniu energii jako zrównoważonym, pozbawionym emisji CO2 paliwie oraz tradycyjnej metalurgii proszków służącej produkcji elementów metalowych. Metody produkcji obejmują proces żelaza gąbkowego, elektrolizę i atomizację. Technologia szybko się rozwija, oferując nowe sposoby dekarbonizacji przemysłu, tworzenia złożonych komponentów oraz budowania obiegowych systemów energetycznych.
Technologie produkcji
Proces żelaza gąbkowego:
Zakłada redukcję w stanie stałym rud tlenkowych żelaza przy użyciu koksu i wapna, w wyniku czego powstaje porowaty szpon żelazny, który następnie jest mielony i poddawany odpuszczaniu.
Proszek żelazny otrzymywany metodą elektrolizy:
Otrzymywany poprzez elektrolizę, co daje wysokiej czystości, drobne, dendrytyczne lub płatkowate cząstki o doskonałej ściśliwości i aktywności chemicznej.
Atomizacja:
Wykorzystuje wodę lub gaz pod wysokim ciśnieniem do rozpylania stopionego żelaza, rozdrabniając je na krople, które zestalają się w proszek. Inne procesy obejmują granulację rozpyłeczną i mikroobróbę skrawaniem.
Zastosowania
Wytwarzanie addytywne (drukowanie 3D):
Proszek żelazny jest stosowany w procesach takich jak topienie selektywne wiązką laserową (SLM) i drukowanie z wiązadłem (binder jetting) w celu wytwarzania złożonych, precyzyjnych elementów metalowych dla takich branż jak motoryzacja, lotnictwo i medycyna.
Zrównoważona energia:
Magazynowanie energii i paliwa: Proszek żelazny jest badany jako odnawialny, bezwęglowy nośnik energii. Spalany jest w cyklicznym procesie "zardzewiania i odradzewiania", wytwarzając ciepło wykorzystywane w procesach przemysłowych, ogrzewaniu miejskim oraz wytwarzaniu energii elektrycznej bez emisji CO2.
Ekranowanie elektromagnetyczne: Proszek żelazny o wysokiej czystości, otrzymywany metodą elektrolizy, jest stosowany w materiałach do ekranowania elektromagnetycznego.
Katalizatory chemiczne: Proszek żelazny elektrolityczny o wysokiej czystości i aktywności nadaje się do zastosowania jako katalizator chemiczny.
Metalurgia proszków:
Największy segment, w którym proszek żelazny jest wykorzystywany do produkcji elementów konstrukcyjnych, a proces żelaza gąbkowego pozwala na otrzymywanie proszków o dobrej „wytrzymałości na surowo” ułatwiającej ich obróbkę przed spiecaniem.
Kluczowe zalety
Zrównoważony rozwój środowiska:
Jego zastosowanie w dziedzinie energii jest wolne od emisji CO2.
Cykliczność:
Proszek żelazny można nieustannie ponownie wykorzystywać, co umożliwia zamknięty system obiegu energii.
Bezpieczeństwo:
Proszek żelazny nie jest wybuchowy, stanowi bezpieczniejszą alternatywę w porównaniu z innymi nośnikami energii, takimi jak wodór.
Wysoka gęstość energii:
Gęstość energii w przeliczeniu na objętość proszku żelaznego jako paliwa jest wyższa niż niektórych innych nośników energii.