Como as ligas de ferro são fabricadas？

Ferroligas

Ferroligas são ligas mestras contendo ferro e um ou mais metais não ferrosos como elementos de liga. As ferroligas são geralmente divididas em duas categorias: ferroligas a granel (produzidas em grandes quantidades em fornos elétricos a arco) e ferroligas especiais (produzidas em quantidades menores, mas de importância crescente). As ferroligas a granel são utilizadas exclusivamente na siderurgia e nas fundições de aço, enquanto os usos das ferroligas especiais são mais variados. Em geral, cerca de 90% das ferroligas são utilizadas na indústria siderúrgica.
Como mencionado acima, as ferroligas podem ser divididas em duas categorias principais: ligas a granel (ferrocromo, ferrosilício, ferromanganês, silício manganês e ferroníquel) e ligas especiais (ferrovanádio, ferromolibdênio, ferrotungstênio, ferrotitânio, ferroboro eferronióbio).

Produção de Ferroligas

Existem dois métodos principais de produção de ferroligas, um é o uso de carbono em combinação com processos de fundição apropriados e o outro é a redução metalotérmica com outros metais. O primeiro processo é geralmente associado a operações em lote, enquanto o último é usado principalmente para focar em ligas especializadas de alta qualidade que geralmente possuem menor teor de carbono.

Processo de Arco Submerso

O processo de arco submerso é uma operação de redução de fundição. Os reagentes consistem em minérios metálicos (óxido ferroso, óxido de silício, óxido de manganês, óxido de cromo, etc.). e um agente redutor, uma fonte de carbono, geralmente na forma de coque, carvão vegetal, carvões de alta e baixa volatilidade ou serragem. O calcário também pode ser adicionado como fundente. As matérias-primas são trituradas, classificadas e, em alguns casos, secas, antes de serem transportadas para uma câmara de mistura para pesagem e mistura.

Transportadores, caçambas, elevadores ou carros entregam o material processado em uma tremonha acima do forno. A mistura é então alimentada por gravidade através de uma calha de alimentação, de forma contínua ou intermitente, conforme necessário. Nas altas temperaturas da zona de reação, a fonte de carbono reage com os óxidos metálicos para formar monóxido de carbono e reduz o minério a metais básicos.

A fundição em um forno elétrico a arco é realizada pela conversão de energia elétrica em calor. A corrente alternada aplicada aos eletrodos faz com que uma corrente elétrica flua através da carga entre as pontas dos eletrodos. Isto proporciona uma zona de reação com temperaturas tão altas quanto 2.000°C (3.632°F). À medida que a corrente alternada flui entre as pontas dos eletrodos, a ponta de cada eletrodo muda continuamente de polaridade. Para manter uma carga elétrica uniforme, a profundidade do eletrodo é variada automaticamente e continuamente por meios mecânicos ou hidráulicos.

Processos exotérmicos (metalotérmicos)

Processos exotérmicos são comumente usados ​​para produzir ligas de alta qualidade com baixo teor de carbono. A liga fundida intermediária utilizada neste processo pode vir diretamente de um forno de arco submerso ou de outro tipo de dispositivo de aquecimento. O silício ou o alumínio combinam-se com o oxigênio na liga fundida, resultando em um aumento acentuado da temperatura e agitação intensa do banho fundido.

Ferrocromo (FeCr) e ferromanganês (FeMn) de baixo e médio teor de carbono são produzidos pela redução do silício. A redução de alumínio é usada para produzir cromo metálico,ferrotitânio, ferrovanádioe ferronióbio.Ferromolibdênioeferrotungstêniosão produzidos por um processo misto de tratamento térmico de alumínio e silício. Embora o alumínio seja mais caro que o carbono ou o silício, o produto é mais puro. O ferrocromo de baixo carbono (LC) é geralmente produzido pela fusão de minério de cromo e cal em um forno.

Uma quantidade específica de ferrossilício fundido é então colocada em uma panela de aço. Uma quantidade conhecida de ferrossilício de grau intermediário é então adicionada à panela. A reação é extremamente exotérmica e libera cromo de seu minério, produzindo ferrocromo LC e escória de silicato de cálcio. Esta escória, que ainda contém óxido de cromo recuperável, reage com o ferrocromo de alto carbono fundido em uma segunda panela para produzir ferrocromo de grau médio. Os processos exotérmicos são geralmente realizados em vasos abertos e podem produzir emissões semelhantes aos processos de arco submerso por um curto período de tempo durante o processo de redução.