Ферросплав - Ferroalloy

Ферросплав относится к различным сплавы из утюг с высокой долей одного или нескольких других элементы Такие как марганец (Mn), алюминий (Al), или кремний (Si).[1] Они используются в производстве стали и сплавы.[2][3] Сплавы придают стали и чугуну отличительные качества или выполняют важные функции во время производства и поэтому тесно связаны с чугуном и стальная промышленность, ведущий потребитель ферросплавов. Ведущими производителями ферросплавов в 2014 г. Китай, Южная Африка, Индия, Россия и Казахстан, на долю которых приходилось 84% мирового производства.[4] Мировое производство ферросплавов в 2015 году оценивалось в 52,8 миллиона тонн.[5]

Соединения

Основные ферросплавы:

Производство по процессам

Эволюция мирового производства ферросплавов по процессам.

Ферросплавы обычно производят двумя способами: доменная печь или в электродуговая печь. В течение 20 века производство доменных печей непрерывно сокращалось, тогда как производство электрической дуги все еще увеличивается. Сегодня ферромарганец все еще можно эффективно производить в доменной печи, но даже в этом случае все большее распространение получают электродуговые печи. Чаще всего ферросплавы производятся карботермические реакции, включающее восстановление оксидов углеродом (в виде кокса) в присутствии железа. Некоторые ферросплавы получают путем добавления элементов в расплавленный чугун.

Также возможно производство сомме ферросплавов прямое сокращение [fr ] процессы. Например, Процесс Круппа-Ренна [fr ] используется в Япония производить ферроникель.[6]

Производство и потребление ферросплавов

Феррохром

Феррохром

Основная статья: Феррохром

Ведущими странами-производителями хромитовой руды в 2014 г. были ЮАР (12 млн т), Казахстан (3,7 млн ​​т), Индия (3,5 млн т) и Турция (2,6 млн т). Большая часть производимой хромитовой руды выплавлялась в электродуговых печах для производства феррохрома для металлургической промышленности. Ведущими странами-производителями феррохрома в 2014 г. были Китай (4,5 млн т), ЮАР (3,6 млн т), Казахстан (1,2 млн т) и Индия (0,9 млн т). Большая часть из 11,7 млн ​​тонн феррохрома, произведенного в мире, была потреблена на производство нержавеющей стали, а в 2014 году этот показатель составил 41,7 млн ​​тонн.[4]

Ферромарганец

Основная статья: Ферромарганец

Два марганцевых ферросплава, ферромарганец и силикомарганец, являются ключевыми ингредиентами для выплавки стали. Китай является ведущим мировым производителем марганцевых ферросплавов (2,7 млн ​​т), при этом объем производства намного превышает объемы производства следующих трех основных производителей - Бразилии (0,34 млн т), ЮАР (0,61 млн т) и Украины (0,38 млн т) вместе взятых.[2]

Ферромолибден

Основная статья: Ферромолибден

Основными производителями ферромолибдена являются Чили (16 918 т), Китай (40 000 т) и США, на долю которых в 2008 г. приходилось около 78% мирового производства молибденитовой руды, тогда как на Канаду, Мексику и Перу приходилось остальное. Концентраты молибденита обжигаются с образованием оксида молибдена, который может быть преобразован в ферромолибден, химические вещества молибдена или металлический молибден. Хотя в 2008 году Соединенные Штаты были второй страной-производителем молибдена в мире, в 2008 году они импортировали более 70% необходимого ферромолибдена, в основном для сталелитейной промышленности (83% потребленного ферромолибдена).[2]

Ферроникель

В 2008 г. крупнейшими производителями ферроникеля были Япония (301 тыс. Т), Новая Каледония (144000 т) и Колумбия (105000 т). Вместе эти три страны производили около 51% мирового производства, если не считать Китай. Украина, Индонезия, Греция и Македония, в порядке убывания валового выпуска продукции, произвели от 68 000 до 90 000 т ферроникеля, что составляет дополнительный 31%, за исключением Китая. Китай был исключен из статистики, поскольку его промышленность произвела большие объемы никелевый чугун в дополнение к ряду обычных марок ферроникеля, с расчетным общим объемом производства 590 000 тонн брутто. Содержание никеля в отдельных китайских продуктах варьировалось от 1,6% до 80% в зависимости от конечного использования потребителями.[2]

В Соединенных Штатах на сталелитейную промышленность приходилось практически весь потребленный ферроникель в 2008 году, при этом более 98% приходилось на нержавеющие и жаропрочные стали; ферроникель в США в 2008 г. не производился.[2]

В никелевый чугун это низкосортный ферроникель китайского производства, очень популярный с 2010-х годов.

Ферросилиций

Основная статья: Ферросилиций
Ферросилиций

Потребление кремниевых ферросплавов обусловлено чугун и производство стали, где кремниевые сплавы используются в качестве раскислителей. Некоторое количество металлического кремния также использовалось в качестве легирующего агента с железом. На основе содержания кремния чистое производство ферросилиция и различных кремниевых сплавов в США в 2008 г. составило 148 000 т. Китай является основным поставщиком, который в 2008 г. произвел больше ферросилиция ( 4,9 млн т), чем в остальном мире вместе взятых. Другими крупными производителями являются Норвегия (0,21 млн тонн), Россия (0,85 млн тонн) и США (0,23 млн тонн).[2]

Ферротитан

Основная статья: Ферротитан

Титан используется в сталеплавильном производстве для раскисления, контроля размера зерна, контроля и стабилизации углерода и азота. При выплавке стали титан обычно вводят в виде ферротитана из-за его относительно низкой температуры плавления и высокой плотности. К сталям с относительно высоким содержанием титана относятся стали без зазоров, нержавеющие и высокопрочные низколегированные стали. Ферротитан обычно получают путем индукционной плавки титанового лома с железом или сталью; однако он также производится непосредственно из концентратов титановых минералов. Стандартные марки ферротитана - это 30% и 70% титана. Ферросилиций-титан также производится для одновременного добавления кремния и титана. К ведущим странам-производителям ферротитана относятся Бразилия, Китай, Индия, Япония, Россия, Украина, Великобритания и США.[2]

Ферровольфрам

Основная статья: Ферровольфрам

Вольфрам является важным легирующим элементом в быстрорежущих и других инструментальных сталях и в меньшей степени используется в некоторых нержавеющих и конструкционных сталях. Вольфрам часто добавляют в стальные расплавы в виде ферровольфрама, который может содержать до 80% вольфрама. В мировом производстве ферровольфрама доминирует Китай, который в 2008 году экспортировал 4835 т (вес брутто) сплава. Ферровольфрам относительно дорогой, его цена составляет около 31–44 долларов за килограмм содержащегося в нем вольфрама.[2]

Феррованадий

Основная статья: Феррованадий
Куски феррованадия

В 2008 г. на Китай, Россию (12 000 т) и ЮАР (17 000 т) приходилось 98% мировой добычи ванадия. В этих трех странах ванадий в основном извлекался из титансодержащей магнетитовой руды, переработанной для производства чугуна. Процесс влечет за собой алюминотермическое восстановление оксид ванадия (V), алюминий (в качестве геттера оксидов) и железный лом.[1] При этом образуется шлак, содержащий от 20% до 24% пятиокиси ванадия, который может быть переработан в феррованадий, содержащий от 40% до 50% ванадия. Из 5 090 т ванадия, потребленного в США в 2008 году, 84% было произведено из феррованадия, и почти весь его (99%) пошел на производство стали.[2]

Рекомендации

Эта статья включаетматериалы общественного достояния от Геологическая служба США документ: «Ферросплавы» (PDF).

  1. ^ а б Рудольф Фихте. «Ферросплавы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a10_305.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я Corathers, Lisa A .; и другие. (Октябрь 2010 г.). Ферросплавы (PDF). Ежегодник полезных ископаемых 2008 (Отчет). я. Геологическая служба США. С. 25.1–25.14. Дои:10.3133 / mybvi. Получено 2019-10-18.
  3. ^ Москалык Р.Р .; Альфантази, А. М. (2003). «Обработка ванадия: обзор». Минерал Инжиниринг. 16 (9 сентября 2003 г.): 793–805. Дои:10.1016 / S0892-6875 (03) 00213-9.
  4. ^ а б Бедингер, Джордж М .; Corathers, Lisa A .; и другие. (Октябрь 2016 г.). Ферросплавы (PDF). Ежегодник полезных ископаемых 2014 (Отчет). я. Геологическая служба США. С. 25.1–25.3. Дои:10.3133 / mybvi. Получено 2019-10-18.
  5. ^ Сингерлинг, Шерил А .; Так, Кристофер А .; и другие. (Июнь 2018). Ферросплавы (PDF). Ежегодник полезных ископаемых 2015 (Отчет). я. Геологическая служба США. С. 25.1–25.14. Дои:10.3133 / mybvi. Получено 2019-10-18.
  6. ^ Кудо, Акира. Японо-германские деловые отношения: сотрудничество и соперничество в межвоенный период. С. 89–108. Архивировано из оригинал на 2014-10-20. Получено 2014-12-21.