Как се произвеждат феросплави?

Феросплави

Феросплавите са основни сплави, съдържащи желязо и един или повече цветни метали като легиращи елементи. Феросплавите обикновено се разделят на две категории: масови феросплави (произведени в големи количества в електродъгови пещи) и специални феросплави (произведени в по-малки количества, но с нарастващо значение). Насипните феросплави се използват изключително в производството на стомана и стоманолеярните, докато употребите на специални феросплави са по-разнообразни. Като цяло около 90% от феросплавите се използват в стоманодобивната промишленост.
Както бе споменато по-горе, феросплавите могат да бъдат разделени на две основни категории: насипни сплави (ферохром, феросилиций, фероманган, силициев манган и фероникел) и специални сплави (ферованадий, феромолибден, фероволфрам, феротитан, феробор иферониобий).

Производство на феросплави

Има два основни метода за производство на феросплави, единият е използването на въглерод в комбинация с подходящи процеси на топене, а другият е металотермична редукция с други метали. Първият процес обикновено се свързва с партидни операции, докато вторият се използва главно за фокусиране върху специализирани висококачествени сплави, които обикновено имат по-ниско съдържание на въглерод.

Процес с потопена дъга

Процесът с потопена дъга е операция на редукционно топене. Реагентите се състоят от метални руди (железен оксид, силициев оксид, манганов оксид, хромов оксид и др.). и редуциращ агент, източник на въглерод, обикновено под формата на кокс, дървени въглища, високо и ниско летливи въглища или дървени стърготини. Варовикът може също да се добави като флюс. Суровините се раздробяват, класифицират и в някои случаи се сушат, преди да бъдат транспортирани до смесителна камера за претегляне и смесване.

Конвейери, кофи, скипови елеватори или коли доставят обработения материал до бункер над пещта. След това сместа се подава гравитачно през захранващ улей, непрекъснато или периодично, според изискванията. При високите температури на реакционната зона източникът на въглерод реагира с металните оксиди, за да образува въглероден оксид и редуцира рудата до основни метали

Топенето в електродъгова пещ се осъществява чрез преобразуване на електрическата енергия в топлина. Променливият ток, приложен към електродите, предизвиква преминаване на електрически ток през заряда между върховете на електродите. Това осигурява реакционна зона с температури до 2000°C (3632°F). Тъй като променливият ток протича между върховете на електродите, върхът на всеки електрод непрекъснато променя полярността. За да се поддържа равномерно електрическо натоварване, дълбочината на електрода се променя автоматично непрекъснато чрез механични или хидравлични средства.

Екзотермични (металотермични) процеси

Екзотермичните процеси обикновено се използват за производство на висококачествени сплави с ниско съдържание на въглерод. Междинната разтопена сплав, използвана в този процес, може да дойде директно от потопена дъгова пещ или от друг тип нагревателно устройство. Силицият или алуминият се свързват с кислорода в разтопената сплав, което води до рязко повишаване на температурата и интензивно разбъркване на разтопената баня.

Ферохром (FeCr) и фероманган (FeMn) с ниско и средно съдържание на въглерод се получават чрез редукция на силиций. Редукцията на алуминий се използва за получаване на метален хром,феротитан, ферованадийи ферониобий.Феромолибденифероволфрамсе произвеждат чрез смесен процес на топлинна обработка на алуминий и силиций. Въпреки че алуминият е по-скъп от въглерода или силиция, продуктът е по-чист. Нисковъглеродният (LC) ферохром обикновено се произвежда чрез топене на хромова руда и вар в пещ.

След това определено количество от разтопения феросилиций се поставя в стоманен кофа. След това към кофата се добавя известно количество междинен клас феросилиций. Реакцията е изключително екзотермична и освобождава хром от неговата руда, произвеждайки LC ферохром и шлака от калциев силикат. Тази шлака, която все още съдържа възстановим хромен оксид, реагира с разтопения ферохром с високо съдържание на въглерод във втора кофа, за да се получи ферохром със среден клас. Екзотермичните процеси обикновено се извършват в отворени съдове и могат да произведат емисии, подобни на процесите с потопена дъга за кратък период от време по време на процеса на намаляване.