Ferrolegeringer
Ferrolegeringer er masterlegeringer, der indeholder jern og et eller flere ikke-jernholdige metaller som legeringselementer. Ferrolegeringer er generelt opdelt i to kategorier: bulk ferrolegeringer (fremstillet i store mængder i lysbueovne) og specielle ferrolegeringer (fremstillet i mindre mængder, men af stigende betydning). Bulk ferrolegeringer bruges udelukkende i stålfremstilling og stålstøberier, mens anvendelsen af specielle ferrolegeringer er mere varieret. Generelt bruges omkring 90 % af ferrolegeringerne i stålindustrien.
Som nævnt ovenfor kan ferrolegeringer opdeles i to hovedkategorier: bulklegeringer (
ferrochrom,
ferrosilicium, ferromangan, siliciummangan og ferronickel) og specielle legeringer (
ferrovanadium,
ferromolybdæn,
ferrotungsten,
ferrotitaniumferrobor og
ferroniob).
Produktion af ferrolegeringer
Der er to hovedmetoder til fremstilling af ferrolegeringer, den ene er brugen af kulstof i kombination med passende smelteprocesser, og den anden er metallotermisk reduktion med andre metaller. Førstnævnte proces er normalt forbundet med batch-operationer, mens sidstnævnte hovedsageligt bruges til at fokusere på specialiserede højkvalitetslegeringer, der normalt har et lavere kulstofindhold.
Nedsænket bueproces
Den dykkede lysbueproces er en reduktionssmelteoperation. Reaktanterne består af metalmalme (jernoxid, siliciumoxid, manganoxid, kromoxid osv.). og et reduktionsmiddel, en kulstofkilde, sædvanligvis i form af koks, trækul, høj- og lavflygtige kul eller savsmuld. Kalksten kan også tilsættes som flusmiddel. Råvarerne knuses, sorteres og i nogle tilfælde tørres, inden de transporteres til et blandekammer til vejning og blanding.
Transportører, spande, elevatorer eller biler leverer det forarbejdede materiale til en tragt over ovnen. Blandingen tilføres derefter tyngdekraften gennem en tilførselsskakt, enten kontinuerligt eller intermitterende efter behov. Ved de høje temperaturer i reaktionszonen reagerer kulstofkilden med metaloxiderne for at danne kulilte og reducerer malmen til uædle metaller
Smeltning i en lysbueovn opnås ved at omdanne elektrisk energi til varme. Vekselstrøm påført elektroderne får en elektrisk strøm til at flyde gennem ladningen mellem elektrodespidserne. Dette giver en reaktionszone med temperaturer så høje som 2000°C (3632°F). Når vekselstrømmen løber mellem elektrodespidserne, skifter spidsen af hver elektrode kontinuerligt polaritet. For at opretholde en ensartet elektrisk belastning bliver elektrodedybden automatisk varieret kontinuerligt med mekaniske eller hydrauliske midler.
Eksoterme (metallotermiske) processer
Eksoterme processer bruges almindeligvis til at fremstille legeringer af høj kvalitet med lavt kulstofindhold. Den mellemliggende smeltede legering, der anvendes i denne proces, kan komme direkte fra en nedsænket lysbueovn eller fra en anden type varmeanordning. Silicium eller aluminium kombineres med oxygen i den smeltede legering, hvilket resulterer i en kraftig temperaturstigning og intens omrøring af smeltebadet.
Ferrochrom (FeCr) og ferromangan (FeMn) med lavt og medium kulstofindhold fremstilles ved siliciumreduktion. Aluminiumsreduktion bruges til at fremstille metallisk chrom,
ferrotitanium,
ferrovanadiumog ferroniob.
Ferromolybdænog
ferrotungstenfremstilles ved en blandet varmebehandling af aluminium og silicium. Selvom aluminium er dyrere end kulstof eller silicium, er produktet renere. Ferrochrom med lavt kulstofindhold (LC) fremstilles normalt ved at smelte krommalm og kalk i en ovn.
En specificeret mængde af det smeltede ferrosilicium anbringes derefter i en stålske. En kendt mængde ferrosilicium af middelkvalitet tilsættes derefter til øsen. Reaktionen er ekstremt eksoterm og frigør chrom fra sin malm, hvilket producerer LC ferrochrom og calciumsilikatslagge. Denne slagge, som stadig indeholder genvindeligt chromoxid, reagerer med det smeltede ferrochrom med højt kulstofindhold i en anden øse for at producere ferrochrom af middel kvalitet. Eksoterme processer udføres normalt i åbne beholdere og kan producere emissioner svarende til dykbueprocesser i en kort periode under reduktionsprocessen.
.jpg)
.png)
