Bagaimana Paduan Ferro Diproduksi？

paduan besi

Ferroalloy adalah paduan utama yang mengandung besi dan satu atau lebih logam nonferrous sebagai elemen paduan. Ferroalloy umumnya dibagi menjadi dua kategori: ferroalloy curah (diproduksi dalam jumlah besar di tungku busur listrik) dan ferroalloy khusus (diproduksi dalam jumlah lebih kecil tetapi semakin penting). Ferroalloy curah digunakan secara eksklusif dalam pembuatan baja dan pengecoran baja, sedangkan penggunaan ferroalloy khusus lebih bervariasi. Secara umum, sekitar 90% ferroalloy digunakan dalam industri baja.
Seperti disebutkan di atas, ferroalloy dapat dibagi menjadi dua kategori utama: paduan curah (bulk alloys).ferrokrom, ferrosilikon, ferromangan, silikon mangan dan feronikel) dan paduan khusus (ferrovanadium, ferromolibdenum, ferrotungsten, ferrotitanium, ferroboron danferroniobium).

Produksi Ferroalloy

Ada dua metode utama untuk memproduksi ferroalloy, satu adalah penggunaan karbon yang dikombinasikan dengan proses peleburan yang sesuai, dan yang lainnya adalah reduksi metalotermik dengan logam lain. Proses pertama biasanya dikaitkan dengan operasi batch, sedangkan proses kedua terutama digunakan untuk berfokus pada paduan khusus bermutu tinggi yang biasanya memiliki kandungan karbon lebih rendah.

Proses Busur Terendam

Proses busur terendam adalah operasi peleburan reduksi. Reaktan terdiri dari bijih logam (besi oksida, silikon oksida, mangan oksida, krom oksida, dll). dan zat pereduksi, sumber karbon, biasanya dalam bentuk kokas, arang, batubara yang mudah menguap, atau serbuk gergaji. Batu kapur juga dapat ditambahkan sebagai fluks. Bahan mentah dihancurkan, dinilai, dan dalam beberapa kasus, dikeringkan, sebelum dikirim ke ruang pencampuran untuk ditimbang dan dicampur.

Konveyor, ember, skip elevator, atau mobil mengirimkan material yang telah diproses ke hopper di atas tungku. Campuran tersebut kemudian diberi umpan gravitasi melalui saluran umpan, baik secara terus menerus atau sebentar-sebentar, sesuai kebutuhan. Pada suhu tinggi di zona reaksi, sumber karbon bereaksi dengan oksida logam membentuk karbon monoksida dan mereduksi bijih menjadi logam dasar.

Peleburan dalam tungku busur listrik dilakukan dengan mengubah energi listrik menjadi panas. Arus bolak-balik yang diterapkan pada elektroda menyebabkan arus listrik mengalir melalui muatan di antara ujung elektroda. Hal ini menghasilkan zona reaksi dengan suhu setinggi 2000°C (3632°F). Ketika arus bolak-balik mengalir di antara ujung elektroda, ujung masing-masing elektroda terus menerus mengubah polaritasnya. Untuk mempertahankan beban listrik yang seragam, kedalaman elektroda secara otomatis divariasikan secara terus menerus dengan cara mekanis atau hidrolik.

Proses eksotermik (metallotermik).

Proses eksotermik biasanya digunakan untuk menghasilkan paduan bermutu tinggi dengan kandungan karbon rendah. Paduan cair antara yang digunakan dalam proses ini dapat berasal langsung dari tungku busur terendam atau dari jenis alat pemanas lainnya. Silikon atau aluminium bergabung dengan oksigen dalam paduan cair, menghasilkan kenaikan suhu yang tajam dan pengadukan yang intens pada rendaman cair.

Ferrokromium (FeCr) dan ferromangan (FeMn) dengan kandungan karbon rendah dan sedang dihasilkan melalui reduksi silikon. Reduksi aluminium digunakan untuk menghasilkan logam kromium,ferrotitanium, ferrovanadiumdan ferroniobium.FerromolibdenumDanferrotungstendiproduksi oleh proses perlakuan panas campuran aluminium dan silikon. Meskipun aluminium lebih mahal daripada karbon atau silikon, produknya lebih murni. Ferrokromium karbon rendah (LC) biasanya diproduksi dengan melebur bijih krom dan kapur dalam tungku.

Ferrosilikon cair dalam jumlah tertentu kemudian ditempatkan dalam sendok baja. Ferrosilikon tingkat menengah yang diketahui jumlahnya kemudian ditambahkan ke sendok. Reaksi ini sangat eksotermik dan membebaskan kromium dari bijihnya, menghasilkan ferrokrom LC dan terak kalsium silikat. Terak ini, yang masih mengandung kromium oksida yang dapat diperoleh kembali, bereaksi dengan lelehan ferrokrom karbon tinggi dalam sendok kedua untuk menghasilkan ferrokrom tingkat menengah. Proses eksotermik biasanya dilakukan dalam bejana terbuka dan dapat menghasilkan emisi serupa dengan proses busur terendam dalam jangka waktu singkat selama proses reduksi.