Hva ferrolegeringer er og hvorfor de betyr noe
En ferrolegering er en legering av jern med ett eller flere andre elementer, produsert spesielt for å tilsettes smeltet stål eller jern slik at den nødvendige sammensetningen og egenskapene kan oppnås. Legeringene lages i elektriske ovner eller ved metallotermisk reduksjon, og de leveres i klump-, granulert- eller pulverform avhengig av måten de tilsettes på. Deres bruksområder strekker seg langt utover enkel legering, og hovedbrukene er beskrevet i avsnittene nedenfor.
Inokulanter i støperiindustrien
En av de klassiske bruksområdene er som et inokuleringsmiddel, noen ganger beskrevet som et stålkjernepodemiddel, i støperiet. Å endre egenskapene til støpejern og støpestål er ikke bare et spørsmål om kjemi; det er også et spørsmål om å kontrollere måten støpen størkner på. Det vanlige tiltaket er å tilsette visse ferrolegeringer til smelten før støping, slik at de fungerer som kjerner og fremmer dannelsen av kornsentre.
Effekten av den behandlingen er å gjøre grafittformen liten og spredt i stedet for grov og klynget, og å foredle kornet i metallmatrisen. Støpingen viser da en jevnere struktur, bedre mekaniske egenskaper og færre lokale feil. Inokuleringspraksis avhenger derfor sterkt av valg av podemiddelkvalitet, tilsetningsstørrelsen og forsinkelsen mellom tilsetning og helling.
Reduksjonsmidler i stålproduksjon og ferrolegeringsproduksjon
Ferrolegeringer er også valgt som reduksjonsmidler. Silisium-holdige legeringer brukes til å redusere oksider og produsere andre ferrolegeringer som ferromolybden og ferrovanadium, og silisium-kromlegeringer og mangan-silisiumlegeringer tjener som reduksjonsmidler i produksjonen av ferromangan med lavt-karbon. I disse reaksjonene tar silisiumet eller mangan-silisiumlegeringen oksygenet fra det oksidiske råmaterialet og etterlater det nødvendige legeringselementet i metallisk form, som er hvor lave-karbonkvaliteter som kan produseres uten å tilsette karbon til smelten.
| Ferrolegeringsfamilie | Typisk funksjon | Hvor den brukes |
|---|---|---|
| Silisium-legeringer | Reduksjonsmiddel og deoksideringsmiddel | Produksjon av ferromolybden og ferrovanadium; ståldeoksidasjon |
| Mangan-silisiumlegeringer | Reduksjonsmiddel | Lav-karbonproduksjon av ferromangan |
| Silisium-kromlegeringer | Reduksjonsmiddel og legeringskilde | Lavt-karbon krom-tilsetninger |
| Ferromangan med lavt og middels karbon | Legerings- og elektroderåmateriale | Ikke-jernholdig metallurgi og elektrodeindustrien |
| Ferrokrom | Anode råmateriale og legeringskilde | Produksjon av kromider og forkroming |
Ikke-jernholdig metallurgi og kjemisk industri
I ikke-jernholdig metallurgi og i den kjemiske industrien har bruken av ferrolegeringer blitt stadig mer utbredt. Ferromangan med lavt og middels karbon brukes til fremstilling av elektroder, hvor et manganinnhold som er fritt for for mye karbon er viktig. Ferrokrom brukes som anodemateriale i produksjonen av kromider og ved forkroming, hvor det gir krom som overføres til elektrolytten eller til den belagte overflaten. Noen ferrolegeringer brukes også som råmaterialer for høy-temperaturbestandige materialer, der deres bidrag er til oksidasjonsmotstanden og varmestyrken til det ferdige produktet.
Utvalg og kvalitetshensyn
Karakter og analyse.Valget av karakter er drevet av elementet som kreves og av restgrensene for stål eller støpegods, så analysen av hvert parti må kontrolleres mot spesifikasjonen.
Partikkelstørrelse.Klump, granulert og pulverkvaliteter oppfører seg forskjellig i øsen og i formen; størrelsesområdet må samsvare med tilleggsmetoden.
Urenhetskontroll.Fosfor- og svovelnivåer er avgjørende der det kreves et rent stål, selv når hovedelementinnholdet er riktig.
Oppløsningsadferd.En ferrolegering er bare nyttig hvis den oppløses fullstendig og forutsigbart i smelten innen den tilgjengelige tiden.
Fuktighet og lagring.Ferrolegeringer lagres tørt; fuktig materiale introduserer hydrogen og kan forårsake sprut når det lades.
Ofte stilte spørsmål
Spørsmål: Hva er de viktigste bruksområdene for ferrolegeringer?
De brukes som inokulanter i støperiindustrien, som reduksjonsmidler og deoksideringsmidler i stålproduksjon og ferrolegeringsproduksjon, og som råmaterialer i ikke-jernholdig metallurgi, kjemisk industri og produksjon av høy-temperaturbestandige materialer.
Spørsmål: Hvordan fungerer ferrolegeringer som inokulanter?
Tilsatt til smelten før støping fungerer de som kjerner som danner kornsentre, slik at grafitten blir liten og spredt, kornet raffineres og ytelsen til støpingen forbedres.
Spørsmål: Hvilke ferrolegeringer brukes som reduksjonsmidler?
Silisium-holdige legeringer brukes til å lage ferromolybden og ferrovanadium, og silisium-krom og mangan-silisiumlegeringer brukes som reduksjonsmidler i lav-karbonferromanganproduksjon.
Spørsmål: Hva brukes ferrolegeringer til utvendig stålproduksjon?
Ferromangan med lavt og middels karbon brukes til elektroder, ferrokrom brukes som et anodemateriale for kromider og forkromning, og noen ferrolegeringer mater produksjonen av materialer som er motstandsdyktige mot høye- temperaturer.
Q: Hva bestemmer karakteren som velges?
Elementet som kreves, restgrensene for stålet eller støpingen, og tilsetningsmetoden, siden partikkelstørrelse og oppløsningsadferd må passe til måten materialet innføres i smelten.
Spørsmål: Hvorfor er urenhetskontroll viktig?
Fosfor- og svovelgrenser er kritiske for rent stål og for støpegods med krevende seighetskrav, så de kontrolleres uavhengig av hovedelementinnholdet.
