Vasötvözet - Ferroalloy
Ferroalloy kifejezés különböző ötvözetek a vas- , ahol nagy arányban egy vagy több egyéb elemek , mint például a mangán (Mn), alumínium (Al), vagy szilícium (Si). Ezeket acélok és ötvözetek gyártására használják. Az ötvözetek megkülönböztető tulajdonságokat kölcsönöznek az acélnak és az öntöttvasnak, vagy fontos funkciókat töltenek be a gyártás során, ezért szorosan kapcsolódnak a vas- és acéliparhoz , a vasötvözetek vezető fogyasztójához. A vasötvözetek vezető gyártói 2014 -ben Kína , Dél -Afrika , India , Oroszország és Kazahsztán voltak , amelyek a világ termelésének 84% -át adták . A vasötvözetek világpiaci termelését 52,8 millió tonnára becsülték 2015 -ben.
Vegyületek
A fő vasötvözetek a következők:
- FeAl - ferroalumínium
- FeB - ferroboron - 12-20% bór , max. 3% szilícium , max. 2% alumínium , max. 1% szén
- FeCe - ferrocerium
- FeCr - ferrokróm
- FeMg - ferromágnes
- FeMn - ferromangán
- FeMo - ferromolibdén - min. 60% Mo, max. 1% Si, max. 0,5% Cu
- FeNb - ferroniobium
- Feni - Ferronikkel (és nikkel nyersvas )
- FeP - ferrofoszfor
- FeSi - ferrosilicon - 15–90% Si
- FeSiMg - ferroszilícium -magnézium (Mg 4–25%), más néven nodulizátor
- FeTi - ferrotitánium - 10..30–65..75% Ti, max. 5-6,5% Al, max. 1–4% Si
- FeU - ferrourán
- FeV - ferrovanádium
- FeW - ferrotungsten
Termelés, folyamatok szerint
A vasötvözeteket általában két módszerrel állítják elő: kohóban vagy elektromos ívkemencében . A kohók termelése a 20. század folyamán folyamatosan csökkent, míg az elektromos ívgyártás továbbra is növekszik. A ferromangánt ma is hatékonyan lehet előállítani kohóban, de még ebben az esetben is terjed az elektromos ívkemence. Gyakrabban a ferroötvözeteket karboterm reakciókkal állítják elő , beleértve az oxidok szénnel ( kokszként) történő redukcióját vas jelenlétében. Néhány vasötvözetet úgy állítanak elő, hogy elemeket adnak az olvadt vashoz.
Somme vasötvözetek közvetlen redukciós eljárásokkal is előállíthatók. Például a Krupp-Renn eljárást használják Japánban a ferronikkel előállítására .
Termelés és fogyasztás, vasötvözetekből
Ferrokróm
A világ vezető kromitércet termelő országai 2014-ben Dél-Afrika (12 Mt), Kazahsztán (3,7 Mt), India (3,5 Mt) és Törökország (2,6 Mt) voltak. A krómérc-termelés nagy részét elektromos ívű kemencékben olvasztották, hogy ferrokromot állítsanak elő a kohászati ipar számára. 2014-ben a világ vezető ferrokromiumtermelő országai Kína (4,5 Mt), Dél-Afrika (3,6 Mt), Kazahsztán (1,2 Mt) és India (0,9 Mt) voltak. A világon előállított 11,7 Mt ferrokromium nagy részét rozsdamentes acél gyártására használták fel, amely 2014 -ben 41,7 Mt volt.
Ferromangán
Két mangán vasötvözet, a ferromangán és a szilomangán, az acélgyártás legfontosabb összetevői. Kína a világ vezető mangánvasötvözet -gyártója (2,7 Mt), termelésével sokkal nagyobb, mint a következő három fő gyártó - Brazília (0,34 Mt), Dél -Afrika (0,61 Mt) és Ukrajna (0,38 Mt) - összkibocsátása.
Ferromolibdén
A ferromolibdén fő termelői Chile (16 918 t), Kína (40 000 t) és az Egyesült Államok, amelyek 2008 -ban a világ molibdénérc -termelésének mintegy 78% -át adták, míg a többi Kanada, Mexikó és Peru. A molibdenit -koncentrátumokat pörkölve molibdén -oxid keletkezik, amely ferromolibdénné, molibdénvegyületté vagy molibdénfémmé alakítható. Bár az Egyesült Államok 2008-ban a második vezető molibdéntermelő ország volt a világon, 2008-ban a ferromolibdén-szükségletének több mint 70% -át importálta, főként az acélipar számára (a ferromolibdén 83% -a).
Ferronickel
Sűrűség | 3,8 g/cm³ |
Olvadáspont | 1500 ° C |
Forráspont | 2900ºC |
2014 -ben a világ éves új nikkelének mintegy 33% -a ferronikkel volt , amelynek átfogó áttekintő cikkét Swartzendruber és munkatársai publikálták 1991 -ben. A Földre hulló meteoritok közül sok ferronikkel , és kamacit és/vagy taenit . A Ferronickel arcközpontú köbös kristályszerkezettel rendelkezik (Ni-n keresztül). Ez lehet ferrit , martenzit vagy ausztenit . A bináris Fe-Ni rendszert analóg célokra vizsgálták, mint az acélt, mivel a nikkel jelenléte a magasan ötvözött acélokban, például ausztenites rozsdamentes acélokban és martenzing acélokban , kulcsfontosságú mozgatórugó a testközpontú köbös ferritről az arcközpontú köbös átmenetre. ausztenit.
A 20. század végén a nikkeltermelés 60% -a a szulfidércek matt olvasztásán alapult, ami nem volt alkalmas ferronikkel előállítására. A 2003 -as adatok szerint a lateritek aránya az elsődleges nikkelgyártásban 42%volt. A világ éves ferronikkel -termelése 2014 -ben körülbelül 250 000 tonna volt. A két legnagyobb gyártó a BHP Billiton és a Société Le Nickel volt . A lateritércet gyakran használják a gyártási folyamat ellátására. Az RKEF eljárást gyakran használják. Az egy tonna termékre jutó energiafogyasztás magas a lateritércek esetében az alacsony minőségű takarmány miatt, és ezért sok salakhulladékot és gázszennyezést eredményez. Általában a kemence teljesítményének több mint 90% -a salak formájában van . Az olvadt ferronikkel finomításának technikája a szakemberek témája, és az érctartalom változékonysága miatt a folyamatokat akár forrás szerint is testre kell szabni: például a görög ércek Larco -eljárását. "A vasötvözetekhez való nikkel hozzáadásának fő oka az ausztenites mikrostruktúra előmozdítása . A nikkel általában növeli a hajlékonyságot, a szívósságot és a korrózióállóságot." A nikkel nyersvasat a ferronikeltől az különbözteti meg, hogy az előbbi alacsony tömegű (4–10%) nikkelt tartalmaz, és magas a széntartalma (> 3%). Ezzel szemben a ferronickel viszonylag tiszta bináris ötvözet.
2008-ban a fő ferronikelt gyártó országok Japán (301 000 t), Új-Kaledónia (144 000 t) és Kolumbia (105 000 t) voltak. Ez a három ország együttesen a világ termelésének mintegy 51% -át adta, ha Kínát kizárjuk. Ukrajna, Indonézia, Görögország és Macedónia a bruttó tömeg kibocsátásának csökkenő sorrendjében 68 000 t és 90 000 t közötti mennyiségben termeltek ferronikelt, ami további 31%-ot jelent, Kínát leszámítva. Kínát kizárták a statisztikákból, mert iparága nagy mennyiségű nikkel -nyersvasat állított elő a hagyományos ferronikkel -minőségek mellett, a becsült együttes kibocsátás 590 000 t bruttó tömegért. Az egyes kínai termékek nikkeltartalma a fogyasztó végfelhasználásától függően körülbelül 1,6% és 80% között változott.
Az Egyesült Államokban az acélipar tette ki gyakorlatilag az összes 2008-ban elfogyasztott ferronikelt, több mint 98% -át rozsdamentes és hőálló acélokban használták fel; 2008 -ban nem gyártottak ferronikelt az Egyesült Államokban.
A nikkel nyersvas Kínában gyártott alacsony minőségű ferronikkel , amely nagyon népszerű a 2010 -es évek óta.
Ferrosilicon
A szilícium vasötvözetek fogyasztását az öntöttvas és az acélgyártás mozgatja , ahol szilíciumötvözeteket használnak deoxidáló szerekként. Némi szilíciumfémet is használtak ötvözőszerként vassal. A szilíciumtartalom alapján a ferroszilícium és egyéb szilíciumötvözetek nettó termelése az Egyesült Államokban 148 000 t volt 2008 -ban. Kína a fő szállító, amely 2008 -ban több ferroszilíciumot (4,9 Mt) állított elő, mint a világ többi része együttvéve. További nagy gyártók Norvégia (0,21 Mt), Oroszország (0,85 Mt) és az USA (0,23 Mt).
Ferrotitánium
A titánt az acélgyártásban használják a dezoxidációhoz, a szemcseméret szabályozásához, valamint a szén és nitrogén szabályozásához és stabilizálásához. Az acélgyártás során a titánt általában ferrotitániumként vezetik be viszonylag alacsony olvadási hőmérséklete és nagy sűrűsége miatt. A viszonylag magas titántartalmú acélok közé tartoznak a közbeiktatott, rozsdamentes és nagy szilárdságú, alacsony ötvözetű acélok. A ferrotitániumot általában titánhulladék vas vagy acél indukciós olvasztásával állítják elő; azonban közvetlenül titán ásványi koncentrátumokból is előállítják. A standard minőségű ferrotitánium 30% és 70% titán. A vas-szilícium-titánt is előállítják, hogy lehetővé tegyék szilícium és titán egyidejű hozzáadását. A vezető ferrotitániumtermelő országok közé tartozik Brazília, Kína, India, Japán, Oroszország, Ukrajna, Egyesült Királyság és az Egyesült Államok.
Ferrotungsten
A volfrám fontos ötvözőelem a nagysebességű és más szerszámacélokban, és kisebb mértékben használatos egyes rozsdamentes és szerkezeti acélokban. A volfrámot gyakran adják az acélolvadékokhoz ferrotungsten formájában, amely akár 80% volfrámot is tartalmazhat. A világ ferrotungsten gyártását Kína uralja, amely 2008 -ban 4835 t (bruttó tömeg) ötvözetet exportált. A ferrotungsten viszonylag drága, ára körülbelül 31–44 USD / kg volfrám.
Ferrovanádium
2008 -ban Kína, Oroszország (12 000 t) és Dél -Afrika (17 000 t) adta a világ vanádiumbánya -termelésének 98% -át. Ebben a három országban a vanádiumot elsősorban nyersvas előállítására feldolgozott titántartalmú magnetitércből nyerik ki. Az eljárás magában foglalja a vanádium (V) oxid , az alumínium (oxid -getterként) és a vashulladék aluminotermikus redukcióját . Ennek eredményeként 20-24% vanádium -pentoxidot tartalmazó salak keletkezik, amelyet tovább lehet feldolgozni 40-50% vanádiumot tartalmazó ferrovanádiummá. Az Egyesült Államokban 2008 -ban elfogyasztott 5090 t vanádium 84% -a a ferrovanádiumból származik, és majdnem az összes (99%) acélgyártásba került.
Hivatkozások
Ez a cikk magában köztulajdonban lévő anyagok a United States Geological Survey dokumentumot: "Ferroalloys" (PDF) .