Ferrolegeringer
Ferrolegeringer er masterlegeringer som inneholder jern og ett eller flere ikke-jernholdige metaller som legeringselementer. Ferrolegeringer er generelt delt inn i to kategorier: bulk ferrolegeringer (produsert i store mengder i lysbueovner) og spesielle ferrolegeringer (produsert i mindre mengder, men av økende betydning). Bulk ferrolegeringer brukes utelukkende i stålproduksjon og stålstøperier, mens bruken av spesielle ferrolegeringer er mer variert. Generelt brukes omtrent 90 % av ferrolegeringene i stålindustrien.
Som nevnt ovenfor kan ferrolegeringer deles inn i to hovedkategorier: bulklegeringer (
ferrokrom,
ferrosilisium, ferromangan, silisiummangan og ferronickel) og spesiallegeringer (
ferrovanadium,
ferromolybden,
ferrotungsten,
ferrotitanium, ferrobor og
ferroniob).
Produksjon av ferrolegeringer
Det er to hovedmetoder for å produsere ferrolegeringer, den ene er bruken av karbon i kombinasjon med passende smelteprosesser, og den andre er metallotermisk reduksjon med andre metaller. Den førstnevnte prosessen er vanligvis forbundet med batch-operasjoner, mens sistnevnte hovedsakelig brukes til å fokusere på spesialiserte høyverdige legeringer som vanligvis har et lavere karboninnhold.
Nedsenket bueprosess
Den neddykkede lysbueprosessen er en reduksjonssmelteoperasjon. Reaktantene består av metallmalmer (jernholdig oksid, silisium oksid, mangan oksid, krom oksid, etc.). og et reduksjonsmiddel, en karbonkilde, vanligvis i form av koks, trekull, høy- og lavflyktige kull eller sagflis. Kalkstein kan også tilsettes som flussmiddel. Råvarene knuses, sorteres og i noen tilfeller tørkes før de transporteres til et blandekammer for veiing og blanding.
Transportører, bøtter, skipheiser eller biler leverer det behandlede materialet til en trakt over ovnen. Blandingen blir deretter gravitasjonsmatet gjennom en matesjakt, enten kontinuerlig eller intermitterende, etter behov. Ved de høye temperaturene i reaksjonssonen reagerer karbonkilden med metalloksidene for å danne karbonmonoksid og reduserer malmen til uedle metaller
Smelting i en lysbueovn oppnås ved å konvertere elektrisk energi til varme. Vekselstrøm påført elektrodene får en elektrisk strøm til å flyte gjennom ladningen mellom elektrodespissene. Dette gir en reaksjonssone med temperaturer så høye som 2000°C (3632°F). Når vekselstrømmen flyter mellom elektrodespissene, endrer tuppen av hver elektrode kontinuerlig polaritet. For å opprettholde en jevn elektrisk belastning, varieres elektrodedybden automatisk kontinuerlig med mekaniske eller hydrauliske midler.
Eksoterme (metallotermiske) prosesser
Eksoterme prosesser brukes ofte til å produsere høyverdige legeringer med lavt karboninnhold. Den mellomliggende smeltede legeringen som brukes i denne prosessen kan komme direkte fra en nedsenket lysbueovn eller fra en annen type oppvarmingsanordning. Silisium eller aluminium kombineres med oksygen i den smeltede legeringen, noe som resulterer i en kraftig temperaturøkning og intens omrøring av det smeltede badet.
Ferrokrom (FeCr) og ferromangan (FeMn) med lavt og middels karboninnhold produseres ved silisiumreduksjon. Aluminiumsreduksjon brukes til å produsere metallisk krom,
ferrotitanium,
ferrovanadiumog ferroniob.
Ferromolybdenog
ferrotungstenproduseres ved en blandet aluminium og silisium varmebehandlingsprosess. Selv om aluminium er dyrere enn karbon eller silisium, er produktet renere. Ferrokrom med lavt karbon (LC) produseres vanligvis ved å smelte krommalm og kalk i en ovn.
En spesifisert mengde av smeltet ferrosilisium legges deretter i en ståløse. En kjent mengde ferrosilisium av middels kvalitet tilsettes deretter til øsen. Reaksjonen er ekstremt eksoterm og frigjør krom fra malmen, og produserer LC ferrokrom og kalsiumsilikatslagg. Dette slagget, som fortsatt inneholder utvinnbart kromoksid, reagerer med det smeltede ferrokromet med høy karbon i en andre øse for å produsere middels ferrokrom. Eksoterme prosesser utføres vanligvis i åpne fartøyer og kan gi utslipp som ligner på dykkbueprosesser i en kort periode under reduksjonsprosessen.
.jpg)
.png)
