როგორ იწარმოება ფერო შენადნობები?

ფეროშენადნობები

ფეროშენადნობები არის ძირითადი შენადნობები, რომლებიც შეიცავს რკინას და ერთ ან მეტ ფერადი ლითონს, როგორც შენადნობ ელემენტებს. ფეროშენადნობები ზოგადად იყოფა ორ კატეგორიად: ნაყარი ფეროშენადნობები (დიდი რაოდენობით წარმოებული ელექტრო რკალის ღუმელებში) და სპეციალური ფეროშენადნობები (წარმოებული მცირე რაოდენობით, მაგრამ მზარდი მნიშვნელობის). ნაყარი ფეროშენადნობები გამოიყენება ექსკლუზიურად ფოლადის წარმოებასა და ფოლადის სამსხმელოში, ხოლო სპეციალური ფეროშენადნობების გამოყენება უფრო მრავალფეროვანია. ზოგადად, ფეროშენადნობების დაახლოებით 90% გამოიყენება ფოლადის მრეწველობაში.
როგორც ზემოთ აღინიშნა, ფეროშენადნობები შეიძლება დაიყოს ორ ძირითად კატეგორიად: ნაყარი შენადნობები (ფეროქრომი, ფეროსილიციუმი, ფერომანგანუმი, სილიციუმის მანგანუმი და ფერონიკელი) და სპეციალური შენადნობები (ფეროვანადიუმი, ფერომოლიბდენი, ფეროტუნგფრამი, ფეროტიტანიუმი, ფერობორი დაფერონიობიუმი).

ფეროშენადნობების წარმოება

ფეროშენადნობების წარმოების ორი ძირითადი მეთოდი არსებობს, ერთი არის ნახშირბადის გამოყენება შესაბამისი დნობის პროცესებთან ერთად, მეორე კი მეტალოთერმული რედუქცია სხვა ლითონებთან. პირველი პროცესი ჩვეულებრივ ასოცირდება პარტიულ ოპერაციებთან, ხოლო ეს უკანასკნელი ძირითადად გამოიყენება სპეციალიზებულ მაღალი ხარისხის შენადნობებზე ფოკუსირებისთვის, რომლებსაც ჩვეულებრივ აქვთ ნახშირბადის დაბალი შემცველობა.

ჩაძირული რკალის პროცესი

ჩაძირული რკალის პროცესი არის შემცირების დნობის ოპერაცია. რეაქტიული ნივთიერებები შედგება ლითონის მადნებისაგან (შავი ოქსიდი, სილიციუმის ოქსიდი, მანგანუმის ოქსიდი, ქრომის ოქსიდი და ა.შ.). და შემცირების აგენტი, ნახშირბადის წყარო, ჩვეულებრივ კოქსის, ნახშირის, მაღალი და დაბალი აქროლადი ნახშირის ან ნახერხის სახით. კირქვა ასევე შეიძლება დაემატოს ნაკადად. ნედლეულის დაქუცმაცება, გრადაცია და ზოგიერთ შემთხვევაში შრება, სანამ გადააქვთ შერევის კამერაში ასაწონად და შერევისთვის.

კონვეიერები, თაიგულები, გამოტოვებული ლიფტები ან მანქანები აწვდიან დამუშავებულ მასალას ღუმელის ზემოთ ბუნკერში. ნარევი შემდეგ იკვებება გრავიტაციით საკვების მილის მეშვეობით, უწყვეტად ან წყვეტილი, საჭიროებისამებრ. რეაქციის ზონის მაღალ ტემპერატურაზე, ნახშირბადის წყარო რეაგირებს ლითონის ოქსიდებთან ნახშირბადის მონოქსიდის წარმოქმნით და მადანი აქცევს ფუძე ლითონებად.

ელექტრო რკალის ღუმელში დნობა ხდება ელექტრო ენერგიის სითბოდ გადაქცევით. ელექტროდებზე გამოყენებული ალტერნატიული დენი იწვევს ელექტრული დენის გადინებას მუხტის მეშვეობით ელექტროდის წვეროებს შორის. ეს უზრუნველყოფს რეაქციის ზონას 2000°C (3632°F) მაღალი ტემპერატურით. როდესაც ალტერნატიული დენი მიედინება ელექტროდის წვეროებს შორის, თითოეული ელექტროდის წვერი მუდმივად ცვლის პოლარობას. ერთიანი ელექტრული დატვირთვის შესანარჩუნებლად, ელექტროდის სიღრმე ავტომატურად იცვლება მუდმივად მექანიკური ან ჰიდრავლიკური საშუალებებით.

ეგზოთერმული (მეტალოთერმული) პროცესები

ეგზოთერმული პროცესები ჩვეულებრივ გამოიყენება მაღალი ხარისხის შენადნობების წარმოებისთვის ნახშირბადის დაბალი შემცველობით. შუალედური მდნარი შენადნობი, რომელიც გამოიყენება ამ პროცესში, შეიძლება მოდიოდეს უშუალოდ წყალქვეშა რკალის ღუმელიდან ან სხვა ტიპის გათბობის მოწყობილობიდან. სილიციუმი ან ალუმინი ერწყმის ჟანგბადს გამდნარ შენადნობაში, რის შედეგადაც ხდება ტემპერატურის მკვეთრი მატება და გამდნარი აბაზანის ინტენსიური შერევა.

ნახშირბადის დაბალი და საშუალო შემცველობის ფეროქრომი (FeCr) და ფერომანგანუმი (FeMn) წარმოიქმნება სილიციუმის შემცირებით. ალუმინის რედუქცია გამოიყენება მეტალის ქრომის წარმოებისთვის,ფეროტიტანიუმი, ფეროვანადიუმიდა ფერონიობიუმი.ფერომოლიბდენიდაფეროტუნგფრამიიწარმოება შერეული ალუმინის და სილიკონის თერმული დამუშავების პროცესით. მიუხედავად იმისა, რომ ალუმინი უფრო ძვირია, ვიდრე ნახშირბადი ან სილიკონი, პროდუქტი უფრო სუფთაა. დაბალი ნახშირბადის (LC) ფეროქრომი ჩვეულებრივ იწარმოება ღუმელში ქრომის მადნისა და კირის დნობით.

მდნარი ფეროსილიციუმის განსაზღვრული რაოდენობა მოთავსებულია ფოლადის ჭურჭელში. შუალედური კლასის ფეროსილიციუმის ცნობილი რაოდენობა შემდეგ ემატება კასრს. რეაქცია უკიდურესად ეგზოთერმულია და ათავისუფლებს ქრომს მისი მადნიდან, წარმოქმნის LC ფეროქრომს და კალციუმის სილიკატის წიდას. ეს წიდა, რომელიც ჯერ კიდევ შეიცავს ამოსაღებ ქრომის ოქსიდს, რეაგირებს დნობის მაღალი ნახშირბადის ფეროქრომთან მეორე კასრში საშუალო ხარისხის ფეროქრომის წარმოქმნით. ეგზოთერმული პროცესები, როგორც წესი, ტარდება ღია ჭურჭელში და შეიძლება გამოიწვიოს ემისიები, როგორც წყალქვეშა რკალის პროცესები, შემცირების პროცესის დროს მოკლე დროში.