2. Производство ферросиликохрома

2.1 Феррохром

Феррохром представляет собой сплав железа с хромом, в промышленных масштабах производится с конца 60-х годов 19 века.

Он содержит в качестве примесей углерод, кремний, серу, фосфор и азот.

Различают низкоуглеродистый, среднеуглеродистый, высокоуглеродистый и азотированный феррохром.

Богатые хромовые руды используют на выплавку феррохрома без обогащения, применяя только дробильно-сортировочные операции. Бедные хромовые руды подвергают обогащению с получением высокохромистых концентратов. Поскольку хром с железом образует ряд твердых растворов, а с углеродом – прочные карбиды, состав феррохрома в значительной степени определяется способом выплавки.

Высокоуглеродистый феррохром (4,0-10 % С) получают восстановлением хромовых руд углеродом в мощных закрытых и открытых электрических печах. Процесс непрерывный с периодическим выпуском металла и шлака.

Среднеуглеродистый феррохром (0,5-4 % С) производят силикотермическим процессом или рафинированием высокоуглеродистого феррохрома в кислородных и (или) газокислородных конвертерах.

Низкоуглеродистый феррохром (≤ 0,5 % С) получают силикотермическим процессом в открытых дуговых печах небольшой мощности или смешением жидкого силикохрома и рудноизвесткового расплава вне печи (в ковшах). Сплав с содержанием углерода ≤ 0,03% получают также рафинированием в вакууме измельченного и окисленного высокоуглеродистого феррохрома, а также обезуглероживанием в вакууме кусков низкоуглеродистого феррохрома (0,06-0,1 % С).

Азотированный феррохром (1,0-10 % N) получают нагревом измельченного низко- или среднеуглеродистого феррохрома в среде азота или аммиака при ~ 1000 °С.

Феррохром используют при производстве легированных сталей и специальных сплавов. В среднем, расход феррохрома на производство стали составляет ~ 2,5 кг/т. хром, как легирующая добавка, способствует повышению твердости стали, ее прочности, повышает пределы текучести и упругости, теплостойкость, износостойкость, сопротивление коррозии.

Высокохромистые особо чистые стали или безжелезистые сплавы получают, добавляя технически чистый хром - металлический хром. Его получают внепечным алюминотермическим методом из технически чистого оксида хрома.

Для получения стандартного феррохрома (содержащего ≥ 65% Cr) требуются руды с отношением (Cr : Fe) ≥ 2,8. Дефицит руд с таким отношением хрома к железу вынуждает производителей выпускать так называемый «чардж хром» (шихтовый хром), используемый большей частью в процессах прямого получения коррозионностойких хромистых сталей аргонокислородным (газокислородным) обезуглероживанием или вакуумными процессами, совмещенными с обезуглероживанием расплавов.

Помимо получения хромистых сталей «чардж хром» используется для производства среднеуглеродистого феррохрома конвекторным способом.

Низкоуглеродистый феррохром получают после предварительного их обезжелезнения селективным восстановлением железа или хлортрованием.

Все запасы хромовых руд Казахстана и вся добыча сосредоточены на северо-западе страны в Актюбинской области. Всего в Казахстане насчитывается более 160 хромистых месторождений, из которых около 20 имеют промышленное значение. Хроморудная база страны характеризуется высокой степенью концентрации и освоения.