Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Ферросплавы относятся к различным сплавам из железа с высокой долей одного или более других элементами , такими как марганец (Mn), алюминий (Al) или кремния (Si). [1] Они используются при производстве сталей и сплавов. [2] [3] Сплавы придают отличительные качества стали и чугуну или выполняют важные функции во время производства и, следовательно, тесно связаны с черной металлургией , ведущим потребителем ферросплавов. Ведущими производителями ферросплавов в 2014 г. были Китай , ЮАР ,Индия , Россия и Казахстан , на долю которых приходится 84% мирового производства. [4] Мировое производство ферросплавов в 2015 году оценивалось в 52,8 миллиона тонн. [5]

Соединения [ править ]

Основные ферросплавы:

Производство по процессам [ править ]

Эволюция мирового производства ферросплавов по процессам.

Ферросплавы обычно производят двумя способами: в доменной печи или в электродуговой печи . В течение 20 века производство доменных печей непрерывно сокращалось, в то время 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 карботермическими реакциями , включающими восстановление оксидов углеродом (в виде кокса) в присутствии железа. Некоторые ферросплавы получают путем добавления элементов в расплавленный чугун.

Также возможно производить сомме ферросплавы процессами прямого восстановления  [ fr ] . Например, процесс Круппа-Ренна  [ fr ] используется в Японии для производства ферроникеля . [6]

Производство и потребление ферросплавами [ править ]

Феррохром

Феррохром [ править ]

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 использована на производство нержавеющей стали, что в 2014 году составило 41,7 млн ​​тонн [4].

Ферромарганец [ править ]

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 [ править ]

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 соединения молибдена или металлический молибден. Хотя в 2008 году Соединенные Штаты были второй ведущей страной по производству молибдена в мире, в 2008 году они импортировали более 70% необходимого ферромолибдена, в основном для сталелитейной промышленности (83% потребленного ферромолибдена). [2]

Ферроникель [ править ]

В 2008 году крупнейшими производителями ферроникеля были Япония (301 000 т), Новая Каледония (144 000 т) и Колумбия (105 000 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 т до 90 000 т ферроникеля, что составляет дополнительный 31%, исключая Китай. Китай был исключен из статистики, потому что его промышленность производила большие объемы никелевого чугуна в дополнение к ряду обычных марок ферроникеля, что, по оценкам, составило 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 ферроникель, потребленный в 2008 году, при этом более 98% приходилось на нержавеющие и жаропрочные стали; Ферроникель в США в 2008 году не производился [2].

Никелевый чугун является низкосортным ферроникелем сделан в Китае, который является очень популярным , так как 2010s.

Ферросилиций [ править ]

Основная статья: Ферросилиций
Ферросилиций

Потребление кремниевых ферросплавов обусловлено производством чугуна и стали, где кремниевые сплавы используются в качестве раскислителей. Некоторый металлический кремний также использовался в качестве легирующего агента с железом. Исходя из содержания кремния, чистое производство ферросилиция и различных кремниевых сплавов в США в 2008 году составило 148 000 тонн. Китай является основным поставщиком, который в 2008 году произвел больше ферросилиция (4,9 млн тонн), чем весь остальной мир вместе взятый. Другими крупными производителями являются Норвегия (0,21 млн тонн), Россия (0,85 млн тонн) и США (0,23 млн тонн). [2]

Ферротитан [ править ]

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 [ править ]

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 расплав стали 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 [ править ]

Основная статья: Феррованадий
Куски феррованадия

В 2008 году на Китай, Россию (12 000 т) и Южную Африку (17 000 т) приходилось 98% мировой добычи ванадия. В этих трех странах ванадий в основном извлекался из титансодержащей магнетитовой руды, перерабатываемой для производства передельного чугуна. Процесс включает алюмотермическое восстановление оксида ванадия (V) , алюминия (в качестве геттера оксидов) и железного лома. [1] В результате получается 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]

Ссылки [ править ]

 Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, из документа Геологической службы США : «Ферросплавы» (PDF) .

  1. ^ a b Рудольф Фихте. «Ферросплавы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a10_305 .
  2. ^ a b c d e f g h я Коратерс, Лиза А .; и другие. (Октябрь 2010 г.). Ферросплавы (PDF) . Ежегодник полезных ископаемых 2008 (Отчет). Я . Геологическая служба США. С. 25.1–25.14. DOI : 10,3133 / mybvi . Проверено 18 октября 2019 .
  3. ^ Moskalyk, РР; Альфантази, AM (2003). «Обработка ванадия: обзор». Минеральное машиностроение . 16 (9 сентября 2003 г.): 793–805. DOI : 10.1016 / S0892-6875 (03) 00213-9 .
  4. ^ a b Бединджер, 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. DOI : 10,3133 / mybvi . Проверено 18 октября 2019 .
  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. DOI : 10,3133 / mybvi . Проверено 18 октября 2019 .
  6. ↑ Кудо, Акира. Японо-германские деловые отношения: сотрудничество и соперничество в период между мировыми войнами . С. 89–108. Архивировано из оригинала на 2014-10-20 . Проверено 21 декабря 2014 .