Феррохром

Алан-э-Дейл       20.07.2022 г.

Результаты лабораторных исследований

Расход коксика при плавке руды изменялся от 10 до 18%, при плавке концентрата 15-25%. Концентрат по сравнению с рудой содержал относительно немного оксида кремния, поэтому для получения шлака с температурой плавления 1750С в шихту вводили кварцит, количество которого определяли по диаграмме плавкости системы SiC -MgO-AbOs.

Опыты проводили при большей, чем требовалось, температуре -1850С и выше (период проведения плавок совпал с наладкой индукционной печи). По всей видимости, за счет этого в процессе плавки происходило значительно большее восстановление кремния, чем это обычно имеет место в промышленности. В среднем в рассматриваемой серии опытов содержание кремния в сплаве составило 9,6%, достигая 15-16%, тогда как исходя из состава шихты можно было ожидать лишь 4-5% Si в сплаве. Степень восстановления кремния снижается с уменьшением времени выдержки расплава при высокой температуре.

Извлечение хрома в сплав по расчетным данным составляло 82,3-99,5%, оно несколько ниже при переработке руды. Степень извлечения железа в феррохром достигала 98% (исходя из величины его потерь со шлаками). Увеличение расхода восстановителя выше теоретически необходимого и изменение времени выдержки расплава при высокой температуре незначительно повлияло на извлечение хрома.

Известно, что для закрытых промышленных электропечей требуемый избыток восстановителя относительно теоретического расхода невелик — около 2%. Для открытых печей степень использования углерода ниже и требуется приблизительно 10% его избыток. Как видно из предшествующих опытов, эксперимент в индукционной печи с этой точки зрения ближе к плавке в закрытой электропечи. Для подтверждения этого были проведены вспомогательные плавки с расходом восстановителя, равным теоретически необходимому, и с избытком коксика 10%. Выход продуктов плавки был весьма велик и не зависел от расхода коксика.

Дальнейшие лабораторные исследования проведены с применением шунгита как комплексного флюса-восстановителя.

Рядовая руда СМХ с 25,2% Сг2Оз содержит достаточно большое количество оксида кремния, поэтому использовать шунгит при ее переработке нецелесообразно — при этом содержание SiC 2 в шлаке будет выше, чем требуется для получения оптимальной температуры плавления. Кроме того, как уже было показано, получаемый в ходе плавки руды сплав беден хромом. Поэтому последующие лабораторные исследования проведены с использованием различных концентратов СМХ.

Произведен расчет баланса хрома, железа и кремния. Распределение этих элементов между сплавом и шлаком представлено в таблице 20. Наблюдается хорошая сходимость баланса по хрому и железу, за исключением плавок 3 и 9.

Можно отметить, что выход шлака в отдельных опытах весьма невелик. Это связано, прежде всего, со значительной сложностью полного отделения шлака от сплава и от материала тигля. Нормальным в данном случае, по всей видимости, будет выход шлака на уровне 70-76 г или 40-42% от массы концентрата.

Состав исследуемого материала и методика проведения экспериментов

Объектом исследований являлись мелкозернистый хромовый концентрат, а также осколки (-3+1 мм) брикетов, изготовленных при давлении прессования 160 кГ/см из концентрата и твердого восстановителя (древесный уголь, коксик, шунгит) с добавкой в качестве связующего сульфитно-спиртовой барды в количестве до 5% от массы концентрата. Содержание твердого восстановителя в шихте составляло 25% (в пересчете на углерод) от массы концентрата, масса навески во всех опытах 5 г, скорость подачи реакционного газа — 30 л/час.

При проведении опытов в режиме политермического нагрева печь с реактором надвигалась на лодочку с навеской и герметизировалась, через реактор подавался реакционный газ или газ-носитель с заданным расходом. Включался ток нагрева печи, на самописцах регистрировались изменения массы образца и содержание выделяющегося газа в отходящей газовой смеси. Скорость подъема температуры (до 1400С) составляла 5 град/мин.

В случае проведения опыта при постоянной температуре печное пространство промывалось аргоном, печь нагревалась до заданной температуры, подавался в заданном количестве реакционный газ или газ-носитель, печь с реактором надвигалась на лодочку с навеской и герметизировалась. Отходящая из реактора газовая смесь анализировалась на содержание в ней выделяющегося в процессе реакции газового компонента, а изменение массы навески фиксировалось самописцем весового устройства.

Перед началом экспериментальных исследований был проведен термодинамический анализ поведения чистого СГ2О3 при взаимодействии с различными восстановителями в зависимости от температуры. В качестве восстановителя рассматривали твердый углерод и газообразные водород, оксид углерода, смеси Н2+СО, С02+СО. Был рассчитан равновесный состав газовой фазы и степень восстановления оксида хрома в процессе нагрева системы «СггОз+восстановитель» .

Показано, что взаимодействие Сг2Оз с твердым углеродом начинается при температуре 1200С и практически заканчивается при достижении температуры 1800С. Степень восстановления Сг203 при 1200С соответствует 69%, а при 1800С — 99,6%. При взаимодействии с водородом и со смесью газов СО+С02, СО+Н2 в интервале температур от 600 до 1800С реакция не идет. При взаимодействии с оксидом углерода отмечается незначительное восстановление при 1200С (0,10%), которое при подъёме температуры до 1800С не выходит за пределы 0,15%.

Следует отметить, что проведенный теоретический анализ взаимодействия оксида хрома с восстановительными агентами относится к чистой системе, тогда как в реальных условиях оксид хрома обычно находится в виде сложных минеральных образований — магнохромита (Mg,Fe)OCr2C 3, хромита FeOCr203, алюмохромита Fe(Cr,Al)204 и других, в том или ином количестве присутствующих в хромовых рудах. При взаимодействии последних с различными агентами результаты восстановления могут отличаться от приведенных выше теоретических значений.

С целью определения температурного интервала, в котором возможно протекание процессов термического разложения минералов, слагающих концентрат, был проведен политермический нагрев навески концентрата в инертной атмосфере (аргон) до 1400С. Масса образца концентрата в процессе нагрева практически не менялась, что свидетельствует о его термической устойчивости.

Для определения реакционной способности твердофазных и газообразных восстановителей по отношению к хромитовому концентрату был проведен политермический нагрев осколков брикетов из концентрата с древесным углем, коксиком или шунгитом в токе аргона либо азота высокой чистоты, а также чистого концентрата в среде водорода или оксида углерода.

Согласно результатам экспериментов, наибольшей реакционной способностью по отношению к концентрату обладает древесный уголь, затем шунгит, коксик и водород. Оксид углерода по отношению к хромовому концентрату в указанном температурном интервале практически инертна.

Изменение массы навески за счет восстановления хромитового концентрата шунгитом при политермическом нагреве На рисунке 11 приведена кривая изменения массы навески концентрата при политермическом нагреве его с коксиком.

Известно , что кинетика топохимических процессов, к которым относится и взаимодействие веществ в кристаллическом состоянии, с образованием газо- и твердофазных продуктов реакции, удовлетворительно описывается уравнением Ерофеева-Казеева-Колмогорова: а=1-ехр(-к-тп), где a — степень превращения, кип- кинетические константы, зависящие от температуры, т — продолжительность процесса.

Азотированный феррохром / азотированный хром

Азотированный хром и азотированный феррохром представляют собой композиционные материалы на основе мононитрида хрома (СrN). Эти материалы применяются в производстве сварочных и наплавочных электродов, плёночных электронагревателей, но наиболее широкое применение получили для выплавки хромсодержащих сталей, легированных азотом. Легирование стали нитридами хрома или феррохрома (азотированным хромом или азотированным феррохромом) позволяет заменить часть никеля в аустенитных нержавеющих сталях. Азот стабилизирует аустенит и, растворяясь в нём, упрочняет матрицу. Дополнительное повышение прочности азотсодержащего металла происходит за счет механизма дисперсионного упрочнения, при этом в результате измельчения зерна увеличивается его пластичность. В настоящее время азотное легирование широко используется в производстве стали самого широкого назначения. Большую номенклатуру во всем мире имеют нержавеющие азотсодержащие стали. Часть этих сталей производится по национальным стандартам (например, стали серии 200 и 304N, 316N по AISI и др.) либо, чаще всего под торговыми марками фирм-изготовителей. В России азотсодержащие нержавеющие стали производятся по ГОСТ 5632-72 (марки 10Х14АГ5, 12Х17Г9АН4, 07Х21Г7АН5 и др.). В номенклатуре заводов количество освоенных составов азотсодержащих сталей много больше. Содержание азота в них обычно составляет 0,15-0,25 %, в некоторых марках концентрация азота может достигать 0,6 %.

Получают хром азотированный и феррохром азотированный в высокотемпературной установке путём насыщения порошка хрома/феррохрома азотом при высоком давлении и температуре. Плотность продукта зависит от состава шихты и условий синтеза и может изменяться в пределах 4,5-6 г/см3.

Традиционные способы получения азотированного феррохрома (ФХН400, ФХН600 ГОСТ 4757-91) и азотированного хрома сопряжены с большими расходами электроэнергии, длительной многостадийной обработкой и получением продукта с низкой концентрацией азота. СВС-технология позволяет получать продукт с рекордным содержанием азота (до 21 % в хроме и до 12 % в феррохроме), кроме того, он имеет композиционную структуру, которая обеспечивает быстрое растворение в стальном расплаве и высокое усвоение.

  • Более подробно об СВС-азотированных хроме и феррохроме можно почитать в статьях
  • СВ-синтез азотированного феррохрома
  • Лигатура на основе СВС-нитрида хрома

Составы азотированного хрома и азотированного феррохрома, предлагаемые ООО «НТПФ «Эталон»

Марка легирующего материала на основе нитрида хрома ТУ0840-024-21600649-2009 Массовая доля, %
Cr, не менее N Si C S P Al
не более
Нитрид хрома ХН 15 78 15 0,5 0,05 0,01 0,01 0,5
Нитрид хрома электролитический ЭРХН-15 78 15 0,05 0,02 0,003 0,005 0,01
Нитрид феррохрома ФХН 10 60 8-12 1,5 0,1 0,02 0,03 0,2
Нитрид феррохрома ФХН 4ПЛ 60 2-6 2,0 0,2 0,02 0,03 0,2

Другие легирующие добавки

  • Азотированный ферросилиций NITRO-FESILA
  • Азотированный феррованадий FERVANIT
  • Нитрид силикокальция
  • Азотированные марганец / ферромарганец / силикомарганец
  • Ферросилицид титана
  • Борид ферротитана
  • Борид феррониобия

Ферромарганец ФМН

«РОССНАБ» ООО | Доставка в Москву

Ферросплавы — сплавы железа с другими элементами, применяемые главным образом для раскисления и легирования стали (напр., феррохром , ферросилиций). К ферросплавам условно относят также некоторые сплавы, содержащие железо лишь в виде примесей (силикокальций, силикомарганец и др.), и некоторые металлы и неметаллы с минимальным содержанием примесей. … ФМн70 кусок

Ферромарганец ФМн78 кусок 4755-91

Ферромарганец ФМн88 кусок

Феррохром ФХ005 кусок 4757-91

Феррохром ФХ006 кусок 4757-91

Феррохром ФХ010 кусок 4757-91

Феррохром ФХ025 кусок 4757-91

Феррохром ФХ100 кусок 4757-91

Феррохром ФХ800 кусок 4757-91

Ферромолибден ФМо60 кусок 4759-91

Феррованадий …

В наличии

Формула изобретения

1. Способ алюминотермического получения феррохрома низкоуглеродистого, включающий предварительное проплавление запальной части шихты, содержащей хромовое сырье, алюминий и окислитель, проплавление в электропечи части хромового сырья с известью, восстановление алюминием оксидов расплава и одновременно загружаемой остальной части хромового сырья и выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что в качестве хромового сырья используют предварительно прокаленную руду хромовую порошковую с содержанием углерода до 0,05 мас.%, а известь с содержанием углерода не более 0,6 мас.%, при этом в запальную часть шихты алюминий задают в соотношении 0,75-0,95 к стехиометрически необходимому на восстановление оксидов шихты, а на плавку в целом алюминий задают в соотношении 1,10-1,20 к стехиометрически необходимому на восстановление оксидов руды хромовой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения феррохрома низкоуглеродистого с содержанием азота не более 0,04 мас.%, в запальной части шихты в качестве окислителя используют ангидрид хромовый и бихромат натрия или калия в соотношении 1:(0,25-0,40) с добавкой в шихту соли поваренной в количестве 15-25 мас.% к массе алюминия этой части шихты, при восстановлении алюминием оксидов расплава и одновременно загружаемой остальной части руды хромовой дополнительно вводят бихромат натрия или калия, кальция гидроокись и соль поваренную в соотношении к массе алюминия на плавку в целом (0,08-0,12):(0,07-0,10):(0,03-0,06):1 соответственно, а после сливают часть шлака в изложницу на гарнисаж и загружают в горн на оставшийся шлак флюоритовый концентрат в соотношении (0,02-0,04):1 к массе алюминия на плавку в целом и после его растворения сливают оставшийся шлак и металл.

3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что при проплавлении в электропечи и при восстановлении алюминием оксидов используют руду хромовую с температурой 100-500°С.

4. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что при восстановлении оксидов используют алюминий в виде гранул размером до 3,0 мм.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.