December 25, 2025
La fusion des ferroalliages englobe plusieurs techniques, notamment la méthode de réduction électrothermique (notamment la production de ferrochrome par four à arc submergé), la réduction thermique des métaux et l'électrolyse.Le choix de la méthode dépend de la variété et des spécifications de qualité des ferrosiliages souhaitéesLes méthodes clés sont la réduction carbothermique (en utilisant des hauts fourneaux), la réduction électrothermique (fourneaux d'arc submergés pour le ferrochrome), la réduction thermique des métaux et l'électrolyse.les produits ferrosiliques à haute teneur en carbone et en silicium peuvent être affinés par des procédés tels que la réduction thermique par électro-silicium, la décarbonisation par soufflage d'oxygène et la décarbonisation sous vide à l'état solide, les transformant en produits ferrosiliés à faible teneur en carbone.
L'appareil principal pour la fusion des hauts fourneaux est le hauts fourneaux lui-même, où le procédé de fusion des ferrosiliages reflète celui de la production de fer brut, connu sous le nom de méthode de réduction carbothermique.Les produits de cette méthode comprennent le ferromanganèse, le fer miroir (ferromanganèse contenant moins de 30% de manganèse), le ferrosilicium à faible teneur en silicium (contenant 10 à 15% de silicium) et le ferronickel.
La majorité des produits de ferroalliage, tels que le ferrosilicium, le ferromanganèse de carbone, l'alliage de silicium manganèse, le ferrochrome de carbone, le nickel-fer, l'alliage de silicium-chrome et l'alliage de silicium-calcium,sont fabriqués en utilisantfourneaux à arc immergés, en particulier pour le ferrochrome.
Dans un four à arc submergé, le minerai est combiné avec du coke ou un autre agent réducteur carboné, et la fusion est réalisée par chauffage électrique.Les électrodes sont enterrées dans la charge, générant de la chaleur d'arc entre la pointe de l'électrode et le fond du four ou la couche de coke, ainsi que de la chaleur de résistance provenant du courant passant à travers la charge et la slag.
Étant donné que des éléments tels que le manganèse et le chrome forment facilement des carbures, la fusion du ferromanganèse et du ferrochrome produit généralement des produits ferrosiliés à haute teneur en carbone.produits tels que l'alliage silicium-manganèse, alliage silicium-chrome et alliage silicium-calcium ont généralement une teneur en carbone inférieure en raison de l'influence du silicium.Étant donné que l'électricité est la principale source de chaleur et que le carbone est le principal agent réducteur dans la fusion sous-marine des fours à arc, cette méthode est également appelée méthode électrothermique ou méthode électro-carbothermique.
Dans les fours à arc immergés classiques, les alliages de fer et les scories sont périodiquement déchargés par les conduits et les sorties de scories.comme le ferrotungstène, sont produites par extraction de fer ou agglomération.
Le four à arc submergé est la pierre angulaire de la fusion électrothermique des ferrosiliages, en enterrant souvent ses électrodes profondément dans la charge, d'où son nom.divisé en paramètres caractéristiques de l'équipement et de la fusion, ont une influence significative sur les indicateurs techniques et économiques de la production de ferrosiliages.
Dans le procédé de fusion de la production de ferrochrome à l'aide d'un four à arc submergé, l'utilisation d'un agent réducteur carboné suit deux principes:
Le raffinage des ferrosilicides bruts, initialement fondus dans des fours à arc ou à haute hauteur submergés, implique plusieurs procédés clés:
Méthode d'oxygène de convertisseur: Utilisant un convertisseur avec diverses méthodes d'approvisionnement en oxygène (supérieur, inférieur, soufflage latéral et soufflage composite supérieur-inférieur), ce procédé consiste à mélanger un alliage de fer liquide à haute teneur en carbone avec de l'oxygène pur,liquide de refroidissementL'oxygène à haute pression est soufflé dans le convertisseur pour faciliter la décarburation par réactions d'oxydation.produisant intermittemment du ferrochrome et du ferromanganèse à teneur moyenne et faible en carbone.
Fabrication de ferrochrome au four à arc submergé - méthode à l'aide d'un sac: Ce procédé de raffinage par réduction thermique du silicium électrique consiste à fondre des alliages maîtres de silicium-manganèse ou de silicium-chrome à faible teneur en carbone et à faible teneur en carbone dans un four à arc submergé,puis raffinage avec du minerai de manganèse ou de chrome dans un four électrique de raffinage et un sac de shaker, en ajoutant du flux de chaux pour la désiliconisation.
Méthode de décarburation sous vide à l'état solide: Les alliages de fer solide à haute teneur en carbone sont broyés en poudre, mélangés à un oxydant et soumis à une décarburation sous vide après mélange, pressage et séchage,produisant des produits d'alliage de fer à micro-carbone, principalement utilisés pour la préparation de ferrochrome à faible teneur en carbone.
Méthode d'échange de chaleur: Également connue sous le nom de méthode de Perrin, inventée par R. Perrin, cette technique de désiliconisation et de raffinage consiste à mélanger du métal liquide avec de la slague liquide, principalement utilisée pour le raffinage du ferrochrome.
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