Ferronickelul este un aliaj de fier și nichel ( feroaliaj ), obținut în principal prin reducerea topirii electrice a minereurilor de nichel oxidate și utilizat pentru aliarea oțelului și aliajelor.
Pe piața internațională, compoziția feronicului trebuie să respecte ISO 6501:1988 (Ferronickel. Specificații și cerințe de livrare). Standardul prevede 5 clase cu 20, 30, 40, 50 și 70% nichel, fiecare grad are 5 grupe, cerințele pentru fiecare dintre grupuri sunt prezentate în tabel (conform [1] ).
| Grad de ferronic | C | Si | P | S | Cu | Cr | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Mai mult | inainte de | Mai puțin | Mai puțin | Mai puțin | Mai puțin | Mai puțin | |
| LC - low carbon (putin carbon) | - | 0,030 | 0,20 | 0,030 | 0,030 | 0,20 | 0,10 |
| LCLP - cu conținut scăzut de carbon și fosfor scăzut | - | 0,030 | 0,20 | 0,020 | 0,030 | 0,20 | 0,10 |
| MC - carbon mediu | 0,030 | 1.0 | 1.0 | 0,030 | 0,10 | 0,20 | 0,50 |
| MCLP - carbon mediu și fosfor scăzut | 0,030 | 1.0 | 1.0 | 0,020 | 0,10 | 0,20 | 0,50 |
| HC - cu conținut ridicat de carbon | 1.00 | 2.5 | 4.0 | 0,030 | 0,40 | 0,20 | 2.0 |
În funcție de cerințele producătorului și ale clienților, conținutul de Mn , Al , Ti , Ca poate fi controlat în aliaj .
Conținutul de nichel din aliaj poate fi semnificativ mai mic de 20%, ceea ce, în special, este determinat de compoziția materiei prime. Astfel, în Rusia, se prelucrează în principal minereuri de calitate scăzută (până la ~1,5% Ni), în timp ce în străinătate conținutul de nichel din minereu este adesea mai mare - până la ~2,2%. La uzina de nichel Pobuzhsky (Ucraina), conform [2] , feronicul din unele clase fabricate conține de la 3,5 până la 12% din suma de nichel și cobalt.
Obținerea feronicului este una dintre opțiunile principale pentru prelucrarea minereurilor de nichel oxidate . Schema tehnologică de procesare a minereului de nichel oxidat în feronic include de obicei următoarele etape:
Printre alte metode de obținere a feronicului din minereuri de nichel )[1](dintre care unele nu mai sunt folosite, în timp ce altele au fost doar testate și nu și-au găsit încă aplicație), se poate remarca (conformoxidate ferosiliciu ca agent reducător, topirea electrică într-un cuptor cu baie de spumă).
Topirea aliajului brut se efectuează de obicei în cuptoare electrice termice-minereu rotunde cu electrozi de autosinterizare , puterea cuptoarelor este de 20-100 MVA, consumul de energie este de până la 810 kWh [2] per tonă de minereu uscat. , penetrarea specifică este de 3,5-14 t / (m 2 zi) [1] . În prezent, atunci când se proiectează noi instalații și se îmbunătățesc tehnologiile vechi, se presupune adesea utilizarea cuptoarelor electrice DC , ale căror avantaje sunt posibilitatea de prelucrare a materialelor subțiri și praf, pierderi reduse de metal și extracție crescută într-un aliaj. [3]
Rafinarea feronicului brut, conform uneia dintre scheme [4] , include desulfurarea cu sodă topită într-o oală și transformarea în două etape în convertoare verticale de oxigen . Zgura formată în perioada inițială de conversie a feronicului sărac conține o mulțime de oxid de siliciu , astfel încât prima etapă de rafinare este efectuată în convertoare cu căptușeală acidă ( cărămidă dinas ) rezistentă la astfel de zguri. A doua etapă de conversie, cu îndepărtarea reziduurilor de crom , carbon , sulf și fosfor , se realizează în convertoare cu căptușeală principală ( cărămidă magnezită - cromit ). Ferronicul comercial este granulat sau turnat în forme .
A doua schemă foarte comună de rafinare a feronicului este rafinarea în cuptoare cu oală (ASEA-SKF). Acest proces a venit la metalurgia neferoasă din metalurgia feroasă, unde era destinat rafinării oțelului. Pentru încălzirea topiturii se folosesc suporturi de oală cu acoperiș detașabil cu trei electrozi de grafit. În prima etapă, ferronicul este turnat din cuptor într-o oală, se adaugă un flux care conține CaO, topitura este încălzită și suflată cu CO2 (pentru amestecare) sau explozie de oxigen și fosforul este îndepărtat. Se descarcă zgura fosforoasă, oala este alimentată la al doilea stand de încălzire - pentru desulfurare. Un dezoxidant (de exemplu, ferosiliciu) este introdus în topitură, apoi var nestins și fluorit. Metalul este încălzit și agitat cu CO2 pentru a îndepărta azotul dizolvat. Se descarca zgura de desulfurare, se introduce ultima portiune de var in oala si se incalzeste aliajul la temperatura de umplere.
Este posibil să se producă feronic dintr-o varietate de materii prime secundare - baterii fier-nichel utilizate , deșeuri de oțeluri aliate etc. [1] [5] .
Nichelul este unul dintre principalele elemente care îmbunătățesc proprietățile oțelului; Adăugarea de nichel îi mărește rezistența, duritatea și ductilitatea. În plus, nichelul este utilizat pe scară largă în producția de oțeluri și aliaje inoxidabile , rezistente la căldură , rezistente la acizi și alte oțeluri. În multe cazuri, în loc de nichel pur, care este scump și rar, se poate folosi feronic, al cărui cost de producție (ca multe alte feroaliaje) este mai mic decât cel al metalului pur.