Ferronickel er en legering af jern og nikkel ( ferrolegering ), der hovedsageligt opnås ved at reducere elektrisk smeltning af oxiderede nikkelmalme og bruges til legering af stål og legeringer.
På det internationale marked skal sammensætningen af ferronickel overholde ISO 6501:1988 (Ferronickel. Specifikationer og leveringskrav). Standarden giver mulighed for 5 kvaliteter med 20, 30, 40, 50 og 70% nikkel, hver kvalitet har 5 grupper, kravene til hver af grupperne er vist i tabellen (ifølge [1] ).
| Ferronikkel kvalitet | C | Si | P | S | Cu | Cr | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| mere | Før | mindre | mindre | mindre | mindre | mindre | |
| LC - lavt kulstof (lidt kulstof) | - | 0,030 | 0,20 | 0,030 | 0,030 | 0,20 | 0,10 |
| LCLP - lavt kulstof og lavt fosfor | - | 0,030 | 0,20 | 0,020 | 0,030 | 0,20 | 0,10 |
| MC - medium kulstof | 0,030 | 1.0 | 1.0 | 0,030 | 0,10 | 0,20 | 0,50 |
| MCLP - medium kulstof og lavt fosfor | 0,030 | 1.0 | 1.0 | 0,020 | 0,10 | 0,20 | 0,50 |
| HC - højt kulstofindhold | 1.00 | 2.5 | 4.0 | 0,030 | 0,40 | 0,20 | 2.0 |
Afhængigt af producentens og kundens krav kan indholdet af Mn , Al , Ti , Ca styres i legeringen .
Nikkelindholdet i legeringen kan være væsentligt lavere end 20 %, hvilket især er bestemt af råmaterialets sammensætning. I Rusland forarbejdes således hovedsageligt lavkvalitetsmalme (op til ~1,5% Ni), mens nikkelindholdet i malmen i udlandet ofte er højere - op til ~2,2%. På Pobuzhsky nikkelfabrikken (Ukraine) indeholder ferronickel af nogle fremstillede kvaliteter ifølge [2] fra 3,5 til 12% af summen af nikkel og kobolt.
At få ferronickel er en af de vigtigste muligheder for forarbejdning af oxiderede nikkelmalme . Den teknologiske ordning til forarbejdning af oxideret nikkelmalm til ferronikkel omfatter normalt følgende trin:
Blandt andre metoder til at opnå ferronickel fra )[1]nikkelmalme (hvoraf nogle ikke længere anvendes, mens andre kun er testet og endnu ikke har fundet anvendelse), kan man (ifølgeoxiderede ferrosilicium som reduktionsmiddel, elektrisk smeltning i en skumbadovn).
Smeltning af rålegeringen udføres normalt i runde malm-termiske elektriske ovne med selvsintrende elektroder , ovnenes effekt er 20-100 MVA, strømforbruget er op til 810 kWh [2] pr. ton tør malm , den specifikke penetration er 3,5-14 t / (m 2 dag) [1] . På nuværende tidspunkt, når man designer nye anlæg og forbedrer gamle teknologier, antages det ofte at bruge DC elektriske ovne , hvis fordele er muligheden for at behandle tynde og støvede materialer, reducerede metaltab og øget udvinding til en legering. [3]
Raffinering af rå ferronickel ifølge et af skemaerne [4] omfatter afsvovling med smeltet soda i en øse og to-trins konvertering i vertikale iltkonvertere . Slaggen , der dannes i den indledende periode med omdannelse af dårlig ferronickel, indeholder meget siliciumoxid , så den første fase af raffinering udføres i omformere med en syreforing ( dinas mursten) resistent over for sådanne slagger. Det andet trin af konvertering, med fjernelse af chrom- , kulstof- , svovl- og fosforrester , udføres i omformere med en hovedforing ( magnesit - chromit mursten). Kommerciel ferronickel granuleres eller hældes i forme .
Den anden meget almindelige ordning for raffinering af ferronickel er raffinering i øseovne (ASEA-SKF). Denne proces kom til ikke-jernholdig metallurgi fra jernmetallurgi, hvor den var beregnet til raffinering af stål. Øsestande med aftageligt tag med tre grafitelektroder bruges til at opvarme smelten. I det første trin hældes ferronickel fra ovnen i en øse, et CaO-holdigt flusmiddel tilsættes, smelten opvarmes og blæses med CO2 (til blanding) eller oxygenblæsning, og fosfor fjernes. Fosforslagge downloades, øsen føres til det andet varmestativ - til afsvovling. Et deoxideringsmiddel (for eksempel ferrosilicium) tilføres smelten, derefter brændt kalk og fluorit. Metallet opvarmes og omrøres med CO2 for at fjerne opløst nitrogen. Afsvovlingsslaggen downloades, den sidste portion kalk indføres i øsen, og legeringen opvarmes til påfyldningstemperaturen.
Det er muligt at fremstille ferronickel fra en række sekundære råmaterialer - brugte jern-nikkel-batterier , affaldslegeringsstål osv. [1] [5] .
Nikkel er et af hovedelementerne, der forbedrer stålets egenskaber; Nikkeltilsætning øger dets styrke, sejhed og duktilitet. Derudover er nikkel meget udbredt til fremstilling af rustfrit , varmebestandigt , syrefast og andre stål og legeringer. I mange tilfælde kan der i stedet for rent nikkel, som er dyrt og sparsomt, anvendes ferronickel, hvis produktionsomkostninger (som mange andre ferrolegeringer) er lavere end rent metal.