Kaip gaminami geležies lydiniai?

Geležies lydiniai

Geležies lydiniai yra pagrindiniai lydiniai, kurių legiravimo elementai yra geležis ir vienas ar daugiau spalvotųjų metalų. Geležies lydiniai paprastai skirstomi į dvi kategorijas: birius ferolydinius (gaminami dideli kiekiai elektros lanko krosnyse) ir specialiuosius ferolydinius (gaminami mažesniais kiekiais, bet jų svarba didėja). Tūriniai ferolydiniai naudojami tik plieno gamyboje ir plieno liejyklose, o specialiųjų ferolydinių panaudojimas yra įvairesnis. Apskritai apie 90 % ferolydinių naudojama plieno pramonėje.
Kaip minėta pirmiau, ferolydinius galima suskirstyti į dvi pagrindines kategorijas: birius lydinius (ferochromas, ferosilicis, feromanganas, silicio manganas ir ferronikelis) ir specialieji lydiniai (ferovanadis, feromolibdenas, ferotframo, ferotitano, feroboras irferoniobis).

Geležies lydinių gamyba

Yra du pagrindiniai ferolydinių gamybos būdai: vienas yra anglies naudojimas kartu su atitinkamais lydymo procesais, o kitas – metaloterminis redukcija kitais metalais. Pirmasis procesas paprastai siejamas su partijomis, o pastarasis daugiausia naudojamas siekiant sutelkti dėmesį į specializuotus aukštos kokybės lydinius, kuriuose paprastai yra mažesnis anglies kiekis.

Panardinto lanko procesas

Povandeninis lanko procesas yra redukcinio lydymo operacija. Reagentus sudaro metalų rūdos (geležies oksidas, silicio oksidas, mangano oksidas, chromo oksidas ir kt.). ir reduktorius, anglies šaltinis, paprastai kokso, medžio anglies, didelio ir mažai lakiųjų anglių arba pjuvenų pavidalu. Kalkakmenis taip pat galima pridėti kaip srautą. Žaliavos susmulkinamos, rūšiuojamos, o kai kuriais atvejais ir išdžiovinamos, prieš vežamos į maišymo kamerą sverti ir maišyti.

Konvejeriai, kaušai, skipiniai liftai arba automobiliai perdirbtą medžiagą pristato į virš krosnies esantį bunkerį. Tada mišinys gravitacijos būdu tiekiamas per tiekimo lataką, nuolat arba su pertraukomis, jei reikia. Esant aukštai reakcijos zonos temperatūrai, anglies šaltinis reaguoja su metalų oksidais, sudarydamas anglies monoksidą ir redukuoja rūdą iki netauriųjų metalų.

Lydymas elektrinėje lankinėje krosnyje atliekamas elektros energiją paverčiant šiluma. Kintamoji srovė, taikoma elektrodams, sukelia elektros srovės tekėjimą per krūvį tarp elektrodų galiukų. Taip susidaro reakcijos zona, kurios temperatūra siekia net 2000°C (3632°F). Kintamajai srovei tekant tarp elektrodų galiukų, kiekvieno elektrodo galas nuolat keičia poliškumą. Norint išlaikyti vienodą elektros apkrovą, elektrodo gylis automatiškai nuolat keičiamas mechaninėmis arba hidraulinėmis priemonėmis.

Egzoterminiai (metaloterminiai) procesai

Egzoterminiai procesai dažniausiai naudojami aukštos kokybės lydiniams su mažu anglies kiekiu gaminti. Šiame procese naudojamas tarpinis išlydytas lydinys gali būti tiesiogiai iš panardintos lankinės krosnies arba iš kito tipo šildymo įrenginio. Išlydytame lydinyje silicis arba aliuminis susijungia su deguonimi, todėl smarkiai pakyla temperatūra ir intensyviai maišosi išlydyta vonia.

Mažo ir vidutinio anglies kiekio ferochromas (FeCr) ir feromanganas (FeMn) gaminami redukuojant silicį. Aliuminio redukcija naudojama metaliniam chromui gaminti,ferotitano, ferovanadisir feroniobis.Feromolibdenasirferotframogaminami mišriu aliuminio ir silicio terminio apdorojimo būdu. Nors aliuminis yra brangesnis už anglį ar silicį, produktas yra grynesnis. Mažai anglies (LC) turintis ferochromas paprastai gaunamas lydant chromo rūdą ir kalkes krosnyje.

Tada nurodytas kiekis išlydyto ferosilicio dedamas į plieninį kaušelį. Tada į kaušą įpilamas žinomas kiekis vidutinio laipsnio ferosilicio. Reakcija yra ypač egzoterminė ir iš savo rūdos išskiria chromą, todėl susidaro LC ferochromas ir kalcio silikato šlakas. Šis šlakas, kuriame vis dar yra regeneruojamo chromo oksido, reaguoja su išlydytu didelės anglies turinčiu ferochromu antrame kaušelyje ir susidaro vidutinio laipsnio ferochromas. Egzoterminiai procesai paprastai atliekami atviruose induose ir trumpą laiką redukcinio proceso metu gali skleisti emisijas, panašias į panardinto lanko procesus.