Una lega è una miscela o una soluzione solida costituita da metalli. Allo stesso modo, una ferrolega è una miscela di alluminio mescolato con altri elementi come manganese, alluminio o silicio in proporzioni elevate. La lega migliora le proprietà fisiche di un materiale, come densità, reattività, modulo di Young, conduttività elettrica e conducibilità termica. Pertanto, le ferroleghe presentano proprietà diverse perché diverse miscele metalliche in proporzioni diverse presentano un'ampia gamma di proprietà. Inoltre, la lega modifica anche le proprietà meccaniche del materiale madre, producendo durezza, tenacità, duttilità, ecc.
Prodotti in ferroleghe
I principali prodotti delle ferroleghe sono ferroalluminio, ferrosilicio, ferronichel, ferromolibdeno, ferrotungsteno, ferrovanadio, ferromanganese, ecc. La produzione di una specifica ferrolega comporta numerosi processi che devono essere seguiti per ottenere le proprietà fisiche e meccaniche desiderate. Piccole differenze di temperatura, riscaldamento o composizione possono produrre leghe con proprietà completamente diverse. Gli usi principali delle ferroleghe sono l'edilizia civile, la decorazione, l'industria automobilistica, l'industria siderurgica e le apparecchiature elettroniche. L'industria siderurgica è il maggiore consumatore di ferroleghe perché le ferroleghe conferiscono varie proprietà alle leghe di acciaio e all'acciaio inossidabile.
Ferromolibdeno
Il ferromolibdeno viene spesso utilizzato nella produzione di acciai legati per migliorare la durezza, la tenacità e la resistenza all'usura dell'acciaio. Il contenuto di molibdeno nel ferromolibdeno è generalmente compreso tra il 50% e il 90% e usi diversi richiedono contenuti diversi di ferromolibdeno.
Ferrosilicio
Il ferrosilicio contiene generalmente dal 15% al 90% di silicio, con un elevato contenuto di silicio. Il ferrosilicio è un materiale importante in lega e la sua applicazione principale è la produzione di acciaio. Le ferroleghe aiutano a disossidare l'acciaio e i metalli ferrosi. Inoltre, migliora anche la durezza, la robustezza e la resistenza alla corrosione. La Cina è il principale produttore di ferrosilicio.
Ferrovanadio
Il ferrovanadio è generalmente utilizzato per produrre acciaio legato per migliorare la resistenza, la durezza e la resistenza all'usura dell'acciaio. Il contenuto di vanadio nel ferrovanadio è generalmente compreso tra il 30% e l'80% e usi diversi richiedono contenuti diversi di ferrovanadio.
Ferrocromo
Il ferrocromo, noto anche come ferro-cromo, è generalmente composto dal 50% al 70% di cromo in peso. Fondamentalmente, è una lega di cromo e ferro. Il ferrocromo viene utilizzato principalmente per produrre acciaio, rappresentando circa l'80% del consumo mondiale.
In generale, il ferrocromo viene prodotto in forni elettrici ad arco. Il processo di produzione è essenzialmente una reazione carbotermica, che avviene a temperature estreme che si avvicinano ai 2800°C. Per raggiungere temperature così elevate è necessaria una grande quantità di elettricità. Pertanto, è molto costoso produrre in paesi con costi elettrici elevati. I principali produttori di ferrocromo sono Cina, Sud Africa e Kazakistan.
Ferrotungsteno
Il ferrotungsteno è comunemente utilizzato nella produzione di acciaio legato per aumentare la durezza, la resistenza all'usura e la resistenza alle alte temperature dell'acciaio. Il contenuto di tungsteno nel ferrotungsteno è generalmente compreso tra il 60% e il 98% e diverse applicazioni richiedono contenuti diversi di ferrotungsteno.
La produzione di ferrotungsteno viene effettuata principalmente mediante la lavorazione del ferro in altoforno o con il metodo del forno elettrico. Nella produzione del ferro in altoforno, il minerale contenente tungsteno viene posto in un altoforno insieme a coke e calcare per la fusione per produrre ferroleghe contenenti tungsteno. Nel metodo del forno elettrico, un forno elettrico ad arco viene utilizzato per riscaldare e fondere le materie prime contenenti tungsteno per preparare il ferrotungsteno.
Ferrotitanio
Il contenuto di titanio nel ferrotungsteno è generalmente compreso tra il 10% e il 45%. La produzione di ferrotungsteno viene effettuata principalmente mediante la lavorazione del ferro in altoforno o con il metodo del forno elettrico. La Cina è uno dei maggiori produttori di ferrotungsteno al mondo.
Usi delle ferroleghe
Produzione di acciai legati
Le ferroleghe sono una delle materie prime importanti per la produzione di acciaio legato. Aggiungendo diversi tipi di ferroleghe (come ferrocromo, ferromanganese, ferromolibdeno, ferrosilicio, ecc.) all'acciaio, le proprietà dell'acciaio possono essere migliorate, come migliorare la durezza, la resistenza, la resistenza all'usura, la resistenza alla corrosione, ecc., rendendo l'acciaio più adatto a diversi campi dell'ingegneria e della produzione.
Produzione di ghisa
La ghisa è un materiale di fusione comune e le ferroleghe svolgono un ruolo importante nella produzione della ghisa. L'aggiunta di una certa proporzione di ferroleghe può migliorare le proprietà meccaniche, la resistenza all'usura e alla corrosione della ghisa, rendendola più adatta alla produzione di parti meccaniche, parti automobilistiche, tubazioni, ecc.
Industria energetica
Le ferroleghe vengono utilizzate anche nel settore energetico, come materiali di base per trasformatori di potenza. Il ferro legato ha una buona permeabilità magnetica e una bassa isteresi, che possono ridurre efficacemente la perdita di energia dei trasformatori di potenza.
Campo aerospaziale
Molto importante è anche l'applicazione delle ferroleghe nel campo aerospaziale, come per la fabbricazione di parti strutturali e parti di motori di aerei e razzi, che richiedono che queste parti abbiano caratteristiche come leggerezza, elevata robustezza e resistenza alle alte temperature.
Industria chimica
Nell'industria chimica, le ferroleghe sono spesso utilizzate come trasportatori di catalizzatori nelle reazioni di sintesi organica, nella purificazione del gas e in altri processi.
Materiali refrattari
Alcune ferroleghe possono essere utilizzate anche nella preparazione di materiali refrattari per migliorare la resistenza dei materiali alle alte temperature. Sono spesso utilizzati nella produzione di materiali refrattari in settori quali la produzione del ferro e dell'acciaio.
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