Ferrochromul cu conținut scăzut de carbon (LCFECR) este un material critic de aliere produs prin procese metalurgice care se concentrează pe minimizarea conținutului de carbon în timp ce maximizează puritatea cromului. Mai jos este o imagine de ansamblu a metodelor sale de producție:
1. Materii prime
Minereu crom: Minereu de crom de înaltă calitate (fecr₂o₄) sau concentrate cu mai mult sau egal cu 40% Cr₂o₃.
Agenții de reducere: Cocs, antracit sau carbură de siliciu (SIC) pentru a reduce oxizii de crom.
Fluxuri: Var (cao), silice (sio₂) sau dolomită pentru a elimina impuritățile (de exemplu, sio₂, al₂o₃).
Surse de carbon: Electrozi de grafit în cuptoarele cu arc electric (EAF).
2. Principalele procese de producție
A. Metoda cuptorului cu arc electric (EAF)
Pasul 1: topire:
Minereul crom, agenții de reducere și fluxurile sunt amestecate și încărcate într -un EAF.
Arcurile cu curent ridicat (3–6 ka) generează temperaturi până la1.600 grad, Reducerea Cr₂o₃ la crom metalic:
CR2 O3 +3 C → 2CR +3 CO ↑
Conținutul de carbon este controlat prin reglarea raportului agent-ore de reducere.
Pasul 2: Rafinare:
Lancing oxigen: Injectați oxigen în metalul topit pentru a oxida carbonul rezidual și impuritățile (de exemplu, SI, P):
C+O2 → CO/CO2 ↑
Degazarea în vid: Îndepărtați gazele dizolvate (de exemplu, hidrogen, oxigen) pentru a spori puritatea.
B. Proces de aluminotermic (termită)
Utilizat pentru producția la scară mică:
Se aprinde un amestec de oxid de crom, pulbere de aluminiu și oxid de fier.
Aluminiu reduce oxidul de crom exotermic:
CR2 o3 +2 al → 2cr+al2 o3+căldură
Produsul este apoi zdrobit și ecranat în LCFECR.
C. Topire cu plasmă
Metodă avansată folosind torțe cu plasmă:
Plasma cu energie mare topește minereul cromit și îl reduce cu carbon.
Permite un control precis asupra conținutului de carbon (mai mic sau egal cu 0. 1%) și minimizează impuritățile.
3. Parametri cheie ai procesului
Temperatură: Întreținut la1.500–1.600 gradPentru a asigura reducerea eficientă.
Controlul carbonului:
Limitați sursele de carbon (de exemplu, utilizați cocs cu conținut scăzut de carbon).
Decarburizarea post-topire prin suflare de oxigen sau prin tratamentul cu vid.
Managementul zgurii:
Reglați compoziția zgurii (bazictate {{0}} cao/sio₂ ≈ 1.5-2.0) pentru a captura impuritățile.
4. Subproduse și gestionarea deșeurilor
Zgură: Conține fluxuri sio₂, al₂o₃ și nereacționate; utilizat în producția de ciment.
Praf: Capturat prin baghete sau precipitatori electrostatici; Conține oxid de crom (III), reciclat ca materie primă.
Emisii: SO₂ și particulele sunt spălate sau filtrate pentru a îndeplini standardele de mediu (de exemplu, UE Bref, EPA).
5. Controlul calității
Analiza chimică: Spectrometrie (ICP-OES) pentru a verifica CR mai mare sau egal cu 6 0%, c mai mic sau egal cu 0,1%.
Testare fizică: Verificați densitatea, punctul de topire și proprietățile magnetice.
Conformitatea standardelor: ASTM A/ASME A29, EN 1913, sau GB/T 4009.
