December 25, 2025
Wytapianie żelazostopów obejmuje kilka technik, w tym metodę elektrotermicznej redukcji (w szczególności produkcję ferrochromu w piecu łukowym zanurzeniowym), redukcję termiczną metali i elektrolizę. Wybór metody zależy od pożądanej odmiany żelazostopu i specyfikacji jakościowych. Kluczowe metody obejmują redukcję karbometermiczną (wykorzystującą piece szybowe), redukcję elektrotermiczną (piece łukowe zanurzeniowe do ferrochromu), redukcję termiczną metali i elektrolizę. Dodatkowo, produkty wysokowęglowe i wysokokrzemowe żelazostopów mogą podlegać dalszemu uszlachetnianiu poprzez procesy takie jak elektro-krzemowa redukcja termiczna, odtlenianie tlenem i próżniowe odtlenianie w stanie stałym, przekształcając je w produkty średnio- i niskowęglowe żelazostopów.
Podstawowym urządzeniem do wytapiania w piecu szybowym jest sam piec szybowy, gdzie proces wytapiania żelazostopów odzwierciedla produkcję surówki żelaza, znaną jako metoda redukcji karbometermicznej. Produkty z tej metody obejmują ferromangan, żelazo lustrzane (ferromangan z zawartością manganu poniżej 30%), niskokrzemowy żelazokrzem (zawierający od 10% do 15% krzemu) i ferronikiel.
Większość produktów żelazostopów, takich jak żelazokrzem, węglowy ferromangan, stop krzemowo-manganowy, węglowy ferrochrom, żelazo-nikiel, stop krzemowo-chromowy i stop krzemowo-wapniowy, jest produkowana przy użyciu pieców łukowych zanurzeniowych, szczególnie do ferrochromu.
W piecu łukowym zanurzeniowym ruda jest łączona z koksem lub innym węglowym środkiem redukującym, a wytapianie odbywa się poprzez ogrzewanie elektryczne. Podczas pracy elektrody są zagłębione w wsadu, generując ciepło łukowe między końcówką elektrody a dnem pieca lub warstwą koksu, a także ciepło oporowe od prądu przepływającego przez wsad i żużel.
Biorąc pod uwagę, że pierwiastki takie jak mangan i chrom łatwo tworzą węgliki, wytapianie ferromanganu i ferrochromu zwykle daje produkty wysokowęglowe żelazostopów. Z drugiej strony, produkty takie jak stop krzemowo-manganowy, stop krzemowo-chromowy i stop krzemowo-wapniowy mają na ogół niższą zawartość węgla ze względu na wpływ krzemu. Ponieważ energia elektryczna służy jako główne źródło ciepła, a węgiel jako główny środek redukujący w wytapianiu w piecu łukowym zanurzeniowym, metoda ta jest również nazywana metodą elektrotermiczną lub elektro-karbometermiczną.
W standardowych operacjach pieca łukowego zanurzeniowego, stopy żelaza i żużel są okresowo odprowadzane przez otwory spustowe i wyloty żużla. Żelazostopy o wyjątkowo wysokich temperaturach topnienia, takie jak ferrowolfram, są produkowane przy użyciu metod ekstrakcji żelaza lub aglomeracji.
Piec łukowy zanurzeniowy jest kamieniem węgielnym elektrotermicznego wytapiania żelazostopów, często głęboko zagłębiając elektrody w wsadu, stąd jego nazwa. Parametry pieca, podzielone na parametry sprzętowe i charakterystyczne dla wytapiania, znacząco wpływają na wskaźniki techniczne i ekonomiczne produkcji żelazostopów.
W procesie wytapiania ferrochromu przy użyciu pieca łukowego zanurzeniowego, wykorzystanie węglowego środka redukującego podlega dwóm zasadom:
Uszlachetnianie surowych żelazostopów, początkowo wytapianych w piecach łukowych zanurzeniowych lub szybowych, obejmuje kilka kluczowych procesów:
Metoda tlenowa konwertora: Wykorzystując konwertor z różnymi metodami doprowadzania tlenu (nadmuch od góry, od dołu, z boku i złożony nadmuch od góry i od dołu), proces ten obejmuje mieszanie ciekłego wysokowęglowego stopu żelaza z czystym tlenem, chłodziwem i materiałami żużlotwórczymi. Tlen pod wysokim ciśnieniem jest wdmuchiwany do konwertora w celu ułatwienia odtleniania poprzez reakcje utleniania, wytwarzając średnio- i niskowęglowy ferrochrom i ferromangan w sposób przerywany.
Produkcja ferrochromu w piecu łukowym zanurzeniowym - Metoda wstrząsania workiem: Ten proces uszlachetniania elektro-krzemowej redukcji termicznej obejmuje wytapianie średnio- i niskowęglowych stopów macierzystych krzemowo-manganowych lub krzemowo-chromowych w piecu łukowym zanurzeniowym, a następnie uszlachetnianie rudą manganu lub chromu w piecu elektrycznym do uszlachetniania i worku wstrząsowym, dodając topnik wapienny do odkrzemiania.
Metoda próżniowego odtleniania w stanie stałym: Stałe stopy żelaza wysokowęglowego są mielone na proszek, mieszane z utleniaczem i poddawane odtlenianiu w próżni po zmieszaniu, prasowaniu i suszeniu, uzyskując produkty ze stopów żelaza mikro-węglowego, stosowane głównie do przygotowywania niskowęglowego ferrochromu.
Metoda wymiany ciepła: Znana również jako metoda Perrina, wynaleziona przez R. Perrina, ta technika odkrzemiania i uszlachetniania obejmuje mieszanie ciekłego metalu z ciekłym żużlem, stosowana głównie do uszlachetniania ferrochromu.
Jesteśmy profesjonalnym producentem pieców elektrycznych. W przypadku dalszych pytań lub jeśli potrzebujesz pieców łukowych zanurzeniowych, pieców łukowych elektrycznych, pieców do rafinacji kadziowej lub innego sprzętu do topienia, skontaktuj się z nami pod adresem susan@aeaxa.com
