Paano Ginagawa ang Ferro Alloys?

Ferroalloys

Ang mga ferroalloy ay mga master alloy na naglalaman ng bakal at isa o higit pang nonferrous na metal bilang mga elemento ng alloying. Ang mga ferroalloy ay karaniwang nahahati sa dalawang kategorya: mga bulk ferroalloys (ginagawa sa malalaking dami sa mga electric arc furnace) at mga espesyal na ferroalloys (ginagawa sa mas maliit na dami ngunit lumalaki ang kahalagahan). Ang mga bulk ferroalloy ay eksklusibong ginagamit sa paggawa ng bakal at mga pandayan ng bakal, habang ang paggamit ng mga espesyal na ferroalloy ay mas iba-iba. Sa pangkalahatan, halos 90% ng mga ferroalloy ang ginagamit sa industriya ng bakal.
Tulad ng nabanggit sa itaas, ang mga ferroalloy ay maaaring nahahati sa dalawang pangunahing kategorya: bulk alloys (ferrochrome, ferrosilicon, ferromanganese, silicon manganese at ferronickel) at mga espesyal na haluang metal (ferrovanadium, ferromolybdenum, ferrotungsten, ferrotitanium, ferroboron atferroniobium).

Produksyon ng Ferroalloys

Mayroong dalawang pangunahing paraan ng paggawa ng ferroalloys, ang isa ay ang paggamit ng carbon kasabay ng naaangkop na mga proseso ng smelting, at ang isa ay ang metallothermic reduction sa ibang mga metal. Ang dating proseso ay karaniwang nauugnay sa mga operasyon ng batch, habang ang huli ay pangunahing ginagamit upang tumuon sa mga espesyal na high-grade na haluang metal na karaniwang may mas mababang nilalaman ng carbon.

Nakalubog na Proseso ng Arc

Ang proseso ng submerged arc ay isang reduction smelting operation. Ang mga reactant ay binubuo ng mga metal ores (ferrous oxide, silicon oxide, manganese oxide, chrome oxide, atbp.). at isang reducing agent, isang carbon source, kadalasan sa anyo ng coke, charcoal, high at low volatile coal, o sawdust. Ang limestone ay maaari ding idagdag bilang flux. Ang mga hilaw na materyales ay dinudurog, namarkahan, at sa ilang mga kaso, pinatuyo, bago ihatid sa isang silid ng paghahalo para sa pagtimbang at paghahalo.

Ang mga conveyor, bucket, skip elevator, o mga kotse ay naghahatid ng naprosesong materyal sa isang hopper sa itaas ng furnace. Ang halo ay pagkatapos ay gravity-fed sa pamamagitan ng isang feed chute, alinman sa tuloy-tuloy o pasulput-sulpot, kung kinakailangan. Sa mataas na temperatura ng reaction zone, ang pinagmumulan ng carbon ay tumutugon sa mga metal oxide upang bumuo ng carbon monoxide at binabawasan ang ore sa mga base metal.

Ang pagtunaw sa isang electric arc furnace ay nagagawa sa pamamagitan ng pag-convert ng elektrikal na enerhiya sa init. Ang alternating current na inilapat sa mga electrodes ay nagiging sanhi ng isang electric current na dumaloy sa singil sa pagitan ng mga tip ng elektrod. Nagbibigay ito ng reaction zone na may temperaturang kasing taas ng 2000°C (3632°F). Habang dumadaloy ang alternating current sa pagitan ng mga tip ng elektrod, ang dulo ng bawat elektrod ay patuloy na nagbabago ng polarity. Upang mapanatili ang isang pare-parehong pagkarga ng kuryente, ang lalim ng elektrod ay awtomatikong patuloy na nagbabago sa pamamagitan ng mekanikal o haydroliko na paraan.

Exothermic (metallothermic) na mga proseso

Ang mga exothermic na proseso ay karaniwang ginagamit upang makagawa ng mga high-grade na haluang metal na may mababang nilalaman ng carbon. Ang intermediate molten alloy na ginamit sa prosesong ito ay maaaring direktang manggaling sa isang nakalubog na arc furnace o mula sa ibang uri ng heating device. Ang silikon o aluminyo ay pinagsama sa oxygen sa tinunaw na haluang metal, na nagreresulta sa isang matalim na pagtaas ng temperatura at matinding paghalo ng tinunaw na paliguan.

Ang Ferrochromium (FeCr) at ferromanganese (FeMn) na mababa at katamtamang nilalaman ng carbon ay nagagawa sa pamamagitan ng pagbabawas ng silikon. Ang pagbabawas ng aluminyo ay ginagamit upang makagawa ng metal na kromo,ferrotitanium, ferrovanadiumat ferroniobium.Ferromolybdenumatferrotungstenay ginawa ng pinaghalong aluminyo at silikon na proseso ng paggamot sa init. Kahit na ang aluminyo ay mas mahal kaysa sa carbon o silikon, ang produkto ay mas dalisay. Ang low carbon (LC) ferrochromium ay kadalasang ginagawa sa pamamagitan ng pagtunaw ng chrome ore at dayap sa isang pugon.

Ang isang tinukoy na halaga ng tinunaw na ferrosilicon ay pagkatapos ay inilalagay sa isang bakal na sandok. Ang isang kilalang halaga ng intermediate grade ferrosilicon ay idinagdag sa sandok. Ang reaksyon ay sobrang exothermic at nagpapalaya ng chromium mula sa ore nito, na gumagawa ng LC ferrochrome at calcium silicate slag. Ang slag na ito, na naglalaman pa rin ng nare-recover na chromium oxide, ay tumutugon sa molten high carbon ferrochrome sa pangalawang sandok upang makagawa ng medium grade ferrochrome. Ang mga exothermic na proseso ay kadalasang isinasagawa sa mga bukas na sisidlan at maaaring makagawa ng mga emisyon na katulad ng mga prosesong nakalubog sa arko sa loob ng maikling panahon sa panahon ng proseso ng pagbabawas.