Παραγωγή Φερροχρωμίου μέσω Φούρνου Υποβρυχίου Τόξου

Επισκόπηση των Μεθόδων Τήξης Φερροκραμάτων

Η τήξη φερροκραμάτων περιλαμβάνει διάφορες τεχνικές, συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου ηλεκτροθερμικής αναγωγής (ιδιαίτερα, η παραγωγή φερροχρωμίου σε φούρνο υποβρυχίου τόξου), της θερμικής αναγωγής μετάλλων και της ηλεκτρόλυσης. Η επιλογή της μεθόδου εξαρτάται από την επιθυμητή ποικιλία φερροκράματος και τις προδιαγραφές ποιότητας. Οι βασικές μέθοδοι περιλαμβάνουν την καρβοθερμική αναγωγή (χρησιμοποιώντας υψικαμίνους), την ηλεκτροθερμική αναγωγή (φούρνοι υποβρυχίου τόξου για φερροχρώμιο), τη θερμική αναγωγή μετάλλων και την ηλεκτρόλυση. Επιπλέον, προϊόντα φερροκραμάτων υψηλού άνθρακα και υψηλού πυριτίου μπορούν να υποβληθούν σε περαιτέρω εξευγενισμό μέσω διεργασιών όπως η ηλεκτρο-πυριτική θερμική αναγωγή, η αποκαρβουρίωση με εμφύσηση οξυγόνου και η αποκαρβουρίωση στερεάς κατάστασης κενού, μετατρέποντάς τα σε προϊόντα φερροκραμάτων μέσου και χαμηλού άνθρακα.

Τήξη σε Υψικάμινο

Η κύρια συσκευή για την τήξη σε υψικάμινο είναι η ίδια η υψικάμινος, όπου η διαδικασία τήξης φερροκράματος αντικατοπτρίζει αυτήν της παραγωγής χυτοσιδήρου, γνωστή ως μέθοδος καρβοθερμικής αναγωγής. Τα προϊόντα από αυτή τη μέθοδο περιλαμβάνουν φερρομαγγάνιο, σίδηρο καθρέφτη (φερρομαγγάνιο με λιγότερο από 30% μαγγάνιο), φερροπυρίτιο χαμηλού πυριτίου (που περιέχει 10% έως 15% πυρίτιο) και φερρονικέλιο.

Τήξη σε Φούρνο Υποβρυχίου Τόξου για την Παραγωγή Φερροχρωμίου

Η πλειονότητα των προϊόντων φερροκραμάτων, όπως το φερροπυρίτιο, το φερρομαγγάνιο άνθρακα, το κράμα πυριτίου-μαγγανίου, το φερροχρώμιο άνθρακα, το νικέλιο-σίδηρος, το κράμα πυριτίου-χρωμίου και το κράμα πυριτίου-ασβεστίου, παράγονται χρησιμοποιώντας φούρνους υποβρυχίου τόξου, ειδικά για φερροχρώμιο.

Σε έναν φούρνο υποβρυχίου τόξου, το μετάλλευμα συνδυάζεται με οπτάνθρακα ή άλλο ανθρακούχο αναγωγικό παράγοντα και η τήξη επιτυγχάνεται μέσω ηλεκτρικής θέρμανσης. Κατά τη λειτουργία, τα ηλεκτρόδια είναι θαμμένα μέσα στο φορτίο, δημιουργώντας θερμότητα τόξου μεταξύ της άκρης του ηλεκτροδίου και του πυθμένα του φούρνου ή του στρώματος οπτάνθρακα, καθώς και θερμότητα αντίστασης από το ρεύμα που διέρχεται από το φορτίο και τη σκωρία.

Δεδομένου ότι στοιχεία όπως το μαγγάνιο και το χρώμιο σχηματίζουν εύκολα καρβίδια, η τήξη φερρομαγγανίου και φερροχρωμίου συνήθως αποδίδει προϊόντα φερροκράματος υψηλού άνθρακα. Αντίθετα, προϊόντα όπως το κράμα πυριτίου-μαγγανίου, το κράμα πυριτίου-χρωμίου και το κράμα πυριτίου-ασβεστίου έχουν γενικά χαμηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα λόγω της επίδρασης του πυριτίου. Εφόσον ο ηλεκτρισμός χρησιμεύει ως η κύρια πηγή θερμότητας και ο άνθρακας ως ο κύριος αναγωγικός παράγοντας στην τήξη σε φούρνο υποβρυχίου τόξου, αυτή η μέθοδος αναφέρεται επίσης ως η ηλεκτροθερμική ή ηλεκτρο-καρβοθερμική μέθοδος.

Σε τυπικές λειτουργίες φούρνου υποβρυχίου τόξου, τα τήγματα φερροκράματος και η σκωρία εκκενώνονται περιοδικά μέσω οπών εκκένωσης και εξόδων σκωρίας. Τα φερροκράματα με εξαιρετικά υψηλά σημεία τήξης, όπως το φερροβολφράμιο, παράγονται χρησιμοποιώντας μεθόδους εξαγωγής σιδήρου ή συσσωμάτωσης.

Ο φούρνος υποβρυχίου τόξου είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της ηλεκτροθερμικής τήξης φερροκραμάτων, συχνά θάβοντας βαθιά τα ηλεκτρόδιά του στο φορτίο, εξ ου και το όνομά του. Οι παράμετροι του φούρνου, χωρισμένες σε εξοπλισμό και παραμέτρους χαρακτηριστικών τήξης, επηρεάζουν σημαντικά τους τεχνικούς και οικονομικούς δείκτες της παραγωγής φερροκραμάτων.

Στη διαδικασία τήξης της παραγωγής φερροχρωμίου χρησιμοποιώντας έναν φούρνο υποβρυχίου τόξου, η χρήση ενός ανθρακούχου αναγωγικού παράγοντα ακολουθεί δύο αρχές:

1. Κατανομή Χημικού Άνθρακα: Αυτό αναφέρεται στην ποσότητα άνθρακα που απαιτείται για την ολοκλήρωση της αναγωγής του μεταλλεύματος.
2. Φυσική Αντιστοίχιση Άνθρακα: Αυτό περιλαμβάνει το σχεδιασμό της διαδικασίας για την αντιμετώπιση του αντίκτυπου του αναγωγικού παράγοντα στη συμπεριφορά αγωγιμότητας και τη διαπερατότητα του φορτίου, λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως η αντίσταση, το μέγεθος των σωματιδίων και η αναλογία μεγέθους του μεταλλεύματος και του αναγωγικού παράγοντα.

Διεργασίες Εξευγενισμού

Ο εξευγενισμός ακατέργαστων φερροκραμάτων, που αρχικά τηγμένα σε φούρνους υποβρυχίου τόξου ή υψικαμίνους, περιλαμβάνει αρκετές βασικές διεργασίες:

1. Μέθοδος Οξυγόνου Μετατροπέα: Χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα με διάφορες μεθόδους παροχής οξυγόνου (πάνω, κάτω, πλευρική εμφύσηση και σύνθετη εμφύσηση πάνω-κάτω), αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την ανάμειξη υγρού κράματος σιδήρου υψηλού άνθρακα με καθαρό οξυγόνο, ψυκτικό και υλικά σχηματισμού σκωρίας. Οξυγόνο υψηλής πίεσης εμφυσάται στον μετατροπέα για να διευκολύνει την αποκαρβουρίωση μέσω αντιδράσεων οξείδωσης, παράγοντας φερροχρώμιο και φερρομαγγάνιο μέσου και χαμηλού άνθρακα διαλείπουσα.

2. Παραγωγή Φερροχρωμίου σε Φούρνο Υποβρυχίου Τόξου - Μέθοδος Ανακίνησης Σάκου: Αυτή η διαδικασία εξευγενισμού ηλεκτρο-πυριτικής θερμικής αναγωγής περιλαμβάνει την τήξη κράματων πυριτίου-μαγγανίου ή πυριτίου-χρωμίου μέσου και χαμηλού άνθρακα σε έναν φούρνο υποβρυχίου τόξου, στη συνέχεια εξευγενισμό με μετάλλευμα μαγγανίου ή χρωμίου σε έναν φούρνο εξευγενισμού και σάκο ανακίνησης, προσθέτοντας ροή ασβέστη για αποπυριτίωση.

3. Μέθοδος Αποκαρβουρίωσης Στερεάς Κατάστασης Κενού: Κράματα σιδήρου υψηλού άνθρακα αλέθονται σε σκόνη, αναμειγνύονται με ένα οξειδωτικό και υποβάλλονται σε αποκαρβουρίωση υπό κενό μετά από ανάμειξη, συμπίεση και ξήρανση, αποδίδοντας προϊόντα κράματος σιδήρου μικρο-άνθρακα, που χρησιμοποιούνται κυρίως για την παρασκευή φερροχρωμίου χαμηλού άνθρακα.

4. Μέθοδος Ανταλλαγής Θερμότητας: Γνωστή και ως μέθοδος Perrin, που εφευρέθηκε από τον R. Perrin, αυτή η τεχνική αποπυριτίωσης και εξευγενισμού περιλαμβάνει την ανάμειξη υγρού μετάλλου με υγρή σκωρία, που χρησιμοποιείται κυρίως για τον εξευγενισμό φερροχρωμίου.

5.  Είμαστε επαγγελματίας κατασκευαστής ηλεκτρικών φούρνων. Για περαιτέρω ερωτήσεις ή εάν χρειάζεστε φούρνους υποβρυχίου τόξου, ηλεκτρικούς φούρνους τόξου, φούρνους εξευγενισμού χυτηρίου ή άλλο εξοπλισμό τήξης, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας στο  susan@aeaxa.com