Tập đoàn Toyota Industries và Tập đoàn Daigas đạt được thành công trong xử lý nhiệt kim loại bằng phương pháp đốt cháy bằng amoniac.

Tập đoàn Toyota Industries (Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành: Koichi Ito, sau đây gọi là "Toyota Industries") và Tập đoàn Daigas Energy (Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành: Hiroyoshi Fukutani, sau đây gọi là "Daigas Energy"), một công ty con thuộc sở hữu hoàn toàn của Công ty Osaka Gas (Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành: Masataka Fujiwara, sau đây gọi là "Osaka Gas"), đã tiến hành thành công thử nghiệm đánh giá trình diễn đầu tiên tại Nhật Bản ^*1 về quy trình xử lý nhiệt kim loại chỉ sử dụng nhiên liệu amoniac (sau đây gọi là "thử nghiệm này") trên dây chuyền đúc tại Nhà máy Higashichita của Toyota Industries (thành phố Handa, tỉnh Aichi), nơi sản xuất
động cơ ô tô và công nghiệp. Trong thử nghiệm này, một đầu đốt amoniac do Daigas Energy phát triển đã được lắp đặt trong lò thử nghiệm quy mô sản xuất hàng loạt để thực hiện xử lý nhiệt kim loại trên các bộ phận động cơ ô tô, và chất lượng sản phẩm đã được xác nhận là tương đương với các sản phẩm sản xuất hàng loạt. Hai công ty sẽ tiếp tục hợp tác để mở rộng hơn nữa việc sử dụng amoniac.

1. Bối cảnh:
Nhà máy Higashichita của Tập đoàn Công nghiệp Toyota sản xuất các bộ phận đúc cho động cơ và vận hành nhiều lò xử lý nhiệt và lò nấu chảy nhôm. Giảm phát thải CO2 là ưu tiên hàng đầu của nhà máy khi họ nỗ lực đạt được mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050. _{Trong khi đó} , khu vực xung quanh cảng Kinuura ở tỉnh Aichi, nơi nhà máy tọa lạc, đang xem xét phát triển môi trường để tiếp nhận amoniac, một loại nhiên liệu khử carbon. Trong bối cảnh này, nhà máy đã và đang nghiên cứu các công nghệ sử dụng amoniac.
Daigas Energy đã phát triển nhiều đầu đốt khí thành phố cho thiết bị thương mại và lò công nghiệp, tích lũy các công nghệ đốt cháy hiệu quả và an toàn. Trong những năm gần đây, nhà máy cũng đã phát triển các đầu đốt sử dụng hydro và amoniac để đáp ứng nhu cầu của khách hàng.
Từ năm 2021, Tập đoàn Daigas, bao gồm Tập đoàn Công nghiệp Toyota và Osaka Gas, đã tăng cường hợp tác thông qua việc phát triển công nghệ và trình diễn hệ thống động cơ nhỏ sử dụng amoniac làm nhiên liệu. Hơn nữa, như một sáng kiến ​​mới, Tập đoàn Công nghiệp Toyota và Daigas Energy đã cùng nhau thực hiện dự án trình diễn này để hiện thực hóa việc sử dụng nhiên liệu amoniac trong các quy trình sản xuất.

2. Chi tiết trình diễn
: Trong cuộc trình diễn này, đầu đốt mới được phát triển của Daigas Energy, tương thích với cả khí đốt thành phố và amoniac, đã được lắp đặt trong lò thử nghiệm trình diễn mới được xây dựng bởi Tập đoàn Công nghiệp Toyota để kiểm chứng tác động của quá trình đốt amoniac đến chất lượng sản phẩm trong quá trình xử lý nhiệt trên dây chuyền đúc các bộ phận động cơ.
Amoniac đặt ra những thách thức kỹ thuật, bao gồm tốc độ cháy chậm, gây khó khăn cho quá trình cháy ổn định và tạo ra lượng lớn oxit nitơ (NOx) trong quá trình cháy. Để giải quyết những thách thức này, Daigas Energy đã tận dụng chuyên môn phát triển đầu đốt tích lũy được và kiến ​​thức cơ bản về quá trình đốt amoniac do Viện Nghiên cứu Công nghệ Tiên tiến Khí Osaka nắm giữ để phát triển đầu đốt amoniac sử dụng trong các quy trình xử lý nhiệt kim loại. Đầu đốt này tương thích với cả khí đốt thành phố và amoniac và được thiết kế để đáp ứng các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật về khí thải NOx và amoniac chưa cháy trong lò thử nghiệm trình diễn.
Một lò thử nghiệm trình diễn được trang bị đầu đốt này đã được sử dụng để trình diễn quá trình sản xuất các bộ phận động cơ ô tô. Đã xác nhận rằng quá trình đốt bằng amoniac đáp ứng được các điều kiện nhiệt độ tương tự như quá trình đốt bằng khí đốt thành phố, và chất lượng sản phẩm đạt mức tương đương với các sản phẩm sản xuất hàng loạt thực tế, mà không có tác động của hiện tượng "nitriding" - hiện tượng nitơ có trong amoniac làm cho kim loại trở nên giòn
. Thông qua cuộc thử nghiệm này, hai công ty đã khám phá ra tiềm năng sử dụng nhiên liệu amoniac trong xử lý nhiệt kim loại. Dựa trên kết quả của cuộc thử nghiệm này, hai công ty sẽ tiếp tục nghiên cứu các cách để giải quyết các vấn đề liên quan đến việc đưa nhiên liệu amoniac vào quy trình xử lý nhiệt kim loại và mở rộng việc sử dụng nó sang các cơ sở sản xuất khác.

Tập đoàn Toyota coi bảo vệ môi trường là một trong những ưu tiên hàng đầu trong quản lý và đang nỗ lực chuyển sang sử dụng các nguồn năng lượng sạch như năng lượng tái tạo, amoniac và hydro trong hoạt động sản xuất. Thông qua việc giảm thiểu phát thải carbon trong các quy trình sản xuất, công ty hướng đến mục tiêu xây dựng một xã hội bền vững.

Theo "Chiến lược chuyển đổi năng lượng của Tập đoàn Daigas đến năm 2050" được công bố vào tháng 2 năm 2025, Tập đoàn Daigas sẽ nỗ lực phát triển các công nghệ và dịch vụ góp phần tạo nên một xã hội không phát thải carbon, phấn đấu giải quyết các vấn đề xã hội như biến đổi khí hậu, và hướng tới trở thành một tập đoàn đóng góp vào "sự phát triển hơn nữa" của cuộc sống và kinh doanh hàng ngày.

[Đặc điểm của đầu đốt amoniac mới được phát triển]
Cấu trúc này thúc đẩy sự hình thành dòng chảy tuần hoàn và kích hoạt sự trộn lẫn giữa amoniac và không khí đốt, giúp đảm bảo quá trình đốt cháy ổn định với ngọn lửa ít có khả năng bị tắt. Ngoài ra, cấu trúc này cung cấp không khí đốt theo nhiều giai đoạn hướng về phía đầu đốt, giúp giảm thiểu phát thải NOx.

[Giới thiệu về Lò Thử Nghiệm Trình Diễn]
Lò thử nghiệm trình diễn do Tập đoàn Công nghiệp Toyota sản xuất có cấu trúc mô phỏng thiết bị sản xuất hàng loạt và được thiết kế để tiến hành các thí nghiệm đốt cháy bằng đầu đốt amoniac mới được phát triển. Hơn nữa, thiết bị này có thể đánh giá các phương pháp xử lý nhiệt như cải thiện độ bền và độ cứng của hợp kim nhôm và loại bỏ biến dạng chỉ bằng cách đốt cháy amoniac.