Ferronickel är en legering av järn och nickel ( ferrolegering ), som huvudsakligen erhålls genom att minska elektrisk smältning av oxiderade nickelmalmer och som används för att legera stål och legeringar.
På den internationella marknaden måste sammansättningen av ferronickel uppfylla ISO 6501:1988 (Ferronickel. Specifikationer och leveranskrav). Standarden ger 5 kvaliteter med 20, 30, 40, 50 och 70% nickel, varje kvalitet har 5 grupper, kraven för var och en av grupperna visas i tabellen (enligt [1] ).
| Ferronickel betyg | C | Si | P | S | Cu | Cr | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Mer | innan | mindre | mindre | mindre | mindre | mindre | |
| LC - lågt kol (lite kol) | - | 0,030 | 0,20 | 0,030 | 0,030 | 0,20 | 0,10 |
| LCLP - lågt kol och lågt fosfor | - | 0,030 | 0,20 | 0,020 | 0,030 | 0,20 | 0,10 |
| MC - medium kol | 0,030 | 1.0 | 1.0 | 0,030 | 0,10 | 0,20 | 0,50 |
| MCLP - medium kol och låg fosfor | 0,030 | 1.0 | 1.0 | 0,020 | 0,10 | 0,20 | 0,50 |
| HC - högt kol | 1.00 | 2.5 | 4.0 | 0,030 | 0,40 | 0,20 | 2.0 |
Beroende på tillverkare och kundkrav kan innehållet av Mn , Al , Ti , Ca kontrolleras i legeringen .
Nickelhalten i legeringen kan vara betydligt lägre än 20 %, vilket i synnerhet bestäms av råmaterialets sammansättning. I Ryssland bearbetas alltså huvudsakligen lågvärdiga malmer (upp till ~1,5% Ni), medan nickelhalten i malm ofta är högre utomlands - upp till ~2,2%. Vid Pobuzhsky Nickel Plant (Ukraina), enligt [2] , innehåller ferronickel av vissa tillverkade kvaliteter från 3,5 till 12 % av summan av nickel och kobolt.
Att få ferronickel är ett av de viktigaste alternativen för bearbetning av oxiderad nickelmalm . Det tekniska schemat för bearbetning av oxiderad nickelmalm till ferronickel inkluderar vanligtvis följande steg:
Bland andra metoder för att erhålla ferronickel från )[1]nickelmalmer (varav vissa inte längre används, medan andra bara har testats och ännu inte funnit tillämpning) kan man i en nedsänkt flamanläggning notera ferronickel (enligtoxiderade ferrokisel som reduktionsmedel, elektrisk smältning i en skumbadugn).
Smältningen av rålegeringen utförs vanligtvis i runda malmtermiska elektriska ugnar med självsintrande elektroder , ugnarnas effekt är 20-100 MVA, energiförbrukningen är upp till 810 kWh [2] per ton torr malm , den specifika penetrationen är 3,5-14 t / (m 2 dag) [1] . För närvarande, när man designar nya anläggningar och förbättrar gammal teknik, antas det ofta att man använder DC elektriska ugnar , vars fördelar är möjligheten att bearbeta tunna och dammiga material, minskade metallförluster och ökad utvinning till en legering. [3]
Raffinering av rå ferronickel, enligt ett av schemana [ 4] , inkluderar avsvavling med smält soda i en skänk och tvåstegsomvandling i vertikala syreomvandlare . Slaggen som bildas under den initiala omvandlingsperioden av dålig ferronickel innehåller mycket kiseloxid , så det första steget av raffinering utförs i omvandlare med ett surt foder ( dinas tegel) som är resistent mot sådana slagg. Det andra omvandlingssteget, med avlägsnande av krom- , kol- , svavel- och fosforrester , utförs i omvandlare med ett huvudfoder ( magnesit - kromittegel ). Kommersiell ferronickel granuleras eller hälls i formar .
Det andra mycket vanliga schemat för raffinering av ferronickel är raffinering i skänkugnar (ASEA-SKF). Denna process kom till icke-järnmetallurgi från järnmetallurgi, där den var avsedd för raffinering av stål. Skänkställ med löstagbart tak med tre grafitelektroder används för att värma smältan. I det första steget hälls ferronickel från ugnen i en skänk, ett CaO-innehållande flussmedel tillsätts, smältan värms upp och blåser med CO2 (för blandning) eller syrgasblästring, och fosfor avlägsnas. Fosforslagg laddas ner, skänken matas till det andra uppvärmningsstället - för avsvavling. Ett deoxidationsmedel (till exempel ferrokisel) matas in i smältan, sedan bränd kalk och fluorit. Metallen upphettas och omrörs med CO2 för att avlägsna löst kväve. Avsvavlingsslaggen laddas ner, den sista delen kalk införs i skänken och legeringen värms upp till fyllningstemperaturen.
Det är möjligt att producera ferronickel från en mängd olika sekundära råvaror - använda järn-nickel-batterier , avfallslegerade stål , etc. [1] [5] .
Nickel är ett av huvudelementen som förbättrar stålets egenskaper; Nickeltillsats ökar dess styrka, seghet och duktilitet. Dessutom används nickel i stor utsträckning vid tillverkning av rostfria , värmebeständiga , syrabeständiga och andra stål och legeringar. I många fall kan man istället för rent nickel, som är dyrt och knappt, använda ferronickel, vars produktionskostnad (liksom många andra ferrolegeringar) är lägre än för ren metall.