Phân tích độ kết tinh kim loại trong DRI để tối ưu hóa quy trình sử dụng Thiết bị nhiễu xạ tia X – ARL X’TRA Companion

Sắt xốp (DRI)

Giới thiệu

Sắt xốp (DRI) là một vật liệu quan trọng trong ngành công nghiệp sản xuất thép, được sản xuất bằng cách giảm quặng sắt ở trạng thái rắn sử dụng khí tự nhiên hoặc ngày càng nhiều hơn là hydro (H₂). Quá trình này được ưa chuộng vì lượng carbon thấp hơn so với các phương pháp lò cao truyền thống, phù hợp với các sáng kiến toàn cầu về biến đổi khí hậu. Các quy định nghiêm ngặt về mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính đang thúc đẩy nhu cầu về “Thép Xanh.” Việc áp dụng DRI là then chốt đối với các ngành công nghiệp muốn đáp ứng các yêu cầu quy định này và đóng góp vào phát triển bền vững. Việc sử dụng hydro làm tác nhân khử còn nâng cao lợi ích môi trường, vì nó tạo ra hơi nước thay vì carbon dioxide như là sản phẩm phụ.

Ảnh hưởng thương mại của sắt xốp (DRI) là rất lớn, đặc biệt trong bối cảnh thị trường thép toàn cầu trị giá 1,55 nghìn tỷ USD. Mặc dù thị trường DRI ước tính có giá trị khoảng 115 tỷ USD vào năm 2021, nhưng dự kiến sẽ tăng trưởng với tỷ lệ tăng trưởng hàng năm kép (CAGR) khoảng 9% đến năm 2032. Mức tăng trưởng này vượt qua dự báo CAGR 5% của thị trường thép, được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng tăng từ các lĩnh vực như xây dựng, ô tô và cơ sở hạ tầng. Việc áp dụng DRI mang đến một lựa chọn thay thế hiệu quả về chi phí và thân thiện với môi trường, thúc đẩy đổi mới và nâng cao tính cạnh tranh trong ngành thép.

Nhiễu xạ tia X (XRD) là một kỹ thuật phân tích được sử dụng để xác định cấu trúc tinh thể của DRI. Một trong những tham số chất lượng quan trọng được đánh giá bằng XRD là mạ kim loại, đề cập đến tỷ lệ sắt kim loại có trong DRI. Mức độ mạ kim loại cao cho thấy quá trình khử hiệu quả hơn và sản phẩm có chất lượng cao hơn. XRD cung cấp cái nhìn chi tiết về thành phần pha và độ tinh khiết, rất quan trọng cho kiểm soát chất lượng và tối ưu hóa quy trình sản xuất, đảm bảo sản phẩm cuối cùng đáp ứng các tiêu chuẩn ngành nghiêm ngặt. Thông qua việc đo chính xác mức độ mạ kim loại, các nhà sản xuất có thể nâng cao hiệu suất quy trình để tăng cường hiệu quả và giảm chi phí.

Thiết bị & phần mềm

Thiết bị nhiễu xạ tia X Thermo Scientific™ ARL™ X’TRA Companion (Hình 1) là một thiết bị XRD nhỏ gọn, dễ sử dụng, thích hợp cho phân tích pha thường quy cũng như các ứng dụng nâng cao. ARL X’TRA Companion XRD sử dụng goniometer θ/θ (bán kính 160 mm) trong cấu hình Bragg-Brentano kết hợp với nguồn tia X 600 W (Cu hoặc Co). Quá trình tia hội tụ được kiểm soát bởi các khe phân kỳ và Soller, trong khi tán xạ không khí được giảm thiểu bằng một dao tia X điều chỉnh được. Máy có thể được trang bị thêm bộ làm lạnh khi cần thiết. Nhờ vào bộ phát hiện pixel bán dẫn sáng tạo (55 x 55 μm), máy phân tích ARL X’TRA Companion cung cấp khả năng thu thập dữ liệu rất nhanh và có chức năng định lượng Rietveld chỉ với một lần nhấp chuột, cùng với khả năng tự động truyền kết quả đến hệ thống quản lý thông tin phòng thí nghiệm (LIMS)

Nguồn: https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/CAD/Application-Notes/analyzing-the-metallization-of-dri-app-note-an41511-en-11-2024-1921578.pdf

Minh Khang là nhà nhập khẩu và phân phối trực tiếp các Thiết bị X-ray hãng Thermo Fisher.