페로크롬 생산

Ferro-Chrome 생산

페로크롬(Fe-Cr)은 철(Fe)과 크롬(Cr)으로 구성된 합금으로 주로 스테인리스강 생산에 사용됩니다. 두 금속(Fe 및 Cr)이 결합되는 비율은 다양할 수 있으며 Cr의 비율은 50%에서 70% 사이입니다.

Fe-Cr은 종종 함유된 탄소(C)에 대한 Cr의 비율로 분류됩니다. 생산되는 Fe-Cr의 대부분은 '충전 크롬'입니다. Cr 대 C 비율이 낮고 스테인리스강 생산용으로 가장 일반적으로 생산됩니다. 두 번째로 많이 생산되는 Fe-Cr 철합금은 '고탄소 Fe-Cr(HC Fe-Cr)'로 Cr 함량이 높고 고급 크롬철광 광석에서 생산됩니다. Fe-Cr의 다른 등급은 '중탄소 Fe-Cr'(MC Fe-Cr) 및 '저탄소 Fe-C(LC Fe-Cr)입니다. MC Fe-Cr은 중간 탄소 Fe-Cr이라고도 하며 최대 4%의 탄소를 함유할 수 있습니다. LC Fe-Cr은 일반적으로 최소 60%의 Cr 함량과 0.03% ~ 0.15% 범위의 C 함량을 갖습니다. 그러나 LC Fe-Cr의 C 함량은 최대 1%일 수 있습니다.

페로크롬(Fe-Cr) 합금은 일반적으로 높은 내식성과 낮은 자화 경향을 특징으로 하는 널리 사용되는 고품질의 스테인리스강 및 특수강 생산에 필수적입니다. Fe-Cr의 처리 주기에는 크롬철광 광석의 화학적 환원이 포함됩니다.

HC Fe-Cr 합금강의 제련

HC Fe-Cr 및 전하 크롬은 일반적으로 전기 침지 아크로(SAF) 또는 DC(직류) 개방 아크 전기를 사용하여 크롬철광 광석(Cr 및 Fe의 산화물로 구성)의 탄소열 환원을 이용하는 기존의 제련 공정에 의해 생산됩니다. 용광로.

SAF에서 가열로에 대한 에너지는 주로 저항성 가열 모드에서 공급됩니다. 이 모드의 주요 특징은 공정을 편안하게 작동시키기 위해 엄격하게 선택된 슬래그의 전기 저항과 슬래그 액상선 온도입니다. 이 두 매개변수는 또한 작동 온도 측면에서 제련 공정에 몇 가지 제한을 부과합니다.

크로마이트 광석의 제련에 사용되는 SAF는 (i) 폐쇄형과 (ii) 개방형의 두 가지 유형이 있습니다. 폐쇄형 퍼니스는 예열 및 부담의 부분적 사전 감소를 위해 풍부한 일산화탄소(CO) 배출 가스를 수집할 수 있는 기회를 제공합니다. 예열과 부담의 부분적 예열은 전기 에너지 소비를 크게 감소시킵니다. 다만, 폐쇄로의 가동은 원활한 생산을 위한 부담준비에 더욱 주의를 요합니다.

DC 아크로는 음극으로 단일 중앙 중공 흑연 전극을 사용하고 양극으로 전기 전도성 내화로 노로를 사용합니다. 노는 개방형 수조로 작동하므로 과부하에 대한 문제가 없으며 석탄 및 플럭스와 함께 크롬철광 광석 미분은 중공 전극을 통해 수조에 직접 공급됩니다. 용광로는 닫힌 상단이 있습니다. DC 아크로 작동의 일부 특성은 (i) 덩어리 없는 미세 광석 사용, (ii) 더 저렴한 환원제 사용 및 이에 따른 환원제 선택의 폭 확대, (iii) Cr 회수율 증가, (iv) 고의적 장입 조성은 슬래그 또는 합금철에 빠르게 반영되며 (v) 상부 폐쇄 작동으로 노 부생가스 에너지를 사용할 수 있습니다.

DC 개방형 아크로에 에너지는 주로 아크 모드에서 공급됩니다. 이 에너지는 슬래그 화학 반응에 크게 영향을 받지 않습니다. 따라서 슬래그 조성 및 공정 온도를 보다 자유롭게 선택할 수 있습니다. 이러한 자유는 DC 개방형 아크로에 슬래그 화학에 의해 실리카(SiO2) 환원을 보다 밀접하게 제어할 수 있는 더 큰 능력을 부여했습니다. SAF와 비교하여 DC 개방 아크에서 상당히 넓은 범위의 공정 온도를 달성할 수 있습니다. 따라서 DC 개방형 아크로에서 아액체 및 과열된 슬래그는 제련 공정에서 생성될 수 있습니다. 과열된 슬래그는 화학 반응의 동역학 및 슬래그-금속 분리를 어느 정도 향상시키는 반면, 액체 상태의 슬래그는 노 라이닝에 유리한 영향을 미칩니다. 슬래그 화학물질의 변경이 가능하지만 일반적으로 공정의 경제성으로 인해 제한됩니다.

크롬철광 광석의 Fe-Cr로의 전환은 전극이 크롬철광 광석, 탄소질 환원제, 주로 코크스 및 올바른 슬래그 조성을 형성하기 위한 플럭스로 구성된 덩어리진 물질에 묻혀 있는 SAF 제련에 의해 지배됩니다. 전류는 3상 교류(AC)이며 퍼니스는 바닥 탭 구멍이 있는 원통형 내화 라이닝 ​​컨테이너에 동일한 간격으로 배치된 3개의 소모성 자체 베이킹 흑연 전극을 가지고 있습니다. 크롬철광 광석 제련을 위한 SAF의 특성은 다음을 포함합니다. 충전량(과부하), (iii) 뜨거운 상승 가스에 의한 초과부하의 일부 예열 및 예열 감소. SAF는 개방형, 반폐쇄형 또는 폐쇄형 상단이 될 수 있으며 이에 따라 더 나은 열효율과 폐쇄형 용광로에서 나오는 배출 가스의 에너지를 활용할 수 있습니다.

Fe-Cr 제련(그림 1)은 에너지 집약적 공정입니다. 에너지는 자가 베이킹 탄소 전극을 통해 공정으로 전달됩니다. 전극은 전극 팁 아래의 용융조보다 전기 저항이 더 높은 울퉁불퉁한 하중으로 측면으로 덮여 있습니다. 따라서 전류가 뜨거운 반응 영역으로 흐르는 것이 보장됩니다. 에너지 소비는 상대적으로 높으며 HC Fe-Cr의 경우 전기 에너지 소비는 사전 환원이 있는 Fe-Cr 톤당 2000kWh에서 사전 환원 및 공급물 예열 없이 Fe-Cr 톤당 4000kWh까지 다양합니다. 공급 구조와 전기-열-화학적 상호 작용의 복잡성으로 인해 노에는 부하 표면의 수백에서 전극 팁 주변의 2000℃를 훨씬 넘는 큰 온도 구배가 존재합니다. 이는 용광로의 다양한 구역과 다양한 환원 메커니즘으로 이어집니다.

그림 1 SAF의 Fe-Cr 제련 개략도

노에서 단일 크롬철광 펠릿 또는 덩어리 광석은 장입물이 하강하는 동안 온도 상승 환경을 경험하고 상승하는 CO 가스에 의해 환원되고 접촉된 코크스 입자에 의해 촉진됩니다. SAF의 온도 프로파일은 환원율과 생산 효율에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 퍼니스 온도 분포에 대한 전극 제어 시스템의 감도로 인해 공급 및 다양한 반응 구역 내의 온도 분포는 일반적으로 대칭적으로 분포되지 않습니다. 이러한 불균일한 온도 분포는 로 제어, 제품 품질 및 로 효율에 어려움을 야기합니다.

SAF의 영역

발굴된 담금질된 SAF의 조사와 기술 및 공정 단계의 개요로부터 6개의 이상적인 반응 구역을 식별할 수 있습니다. 그러나 이러한 구역의 정확한 위치는 용광로 설계 및 작동 방식에 따라 달라질 수 있습니다. 구역은 반드시 단순한 계층 구조를 따를 필요는 없습니다. Fe-Cr 생산을 위한 침지 아크로에서 반응 구역의 개략도는 그림 2에 나와 있습니다.

그림 2 Fe-Cr 생산을 위한 침지 아크로에서 반응 구역의 개략도

첫 번째 구역(구역 1)은 상부 용광로 구역입니다. 이 영역은 전하층의 상단에서 전극의 팁 근처까지 확장되는 느슨한 전하를 가지고 있습니다. 이 구역에서 일어나는 활동은 (i) 장입물의 예열 (ii) 플럭스의 분해(하소)입니다. 석회석, 백운석 등, (iii) 공기와 이산화탄소(CO2)와의 반응으로 인한 탄소질 물질의 가스화, (iv) 크롬철광 광석의 기체 환원 및 Fe 및 Cr 산화물의 부분 금속화. 사실, SAF의 부피의 대부분은 느슨하게 소결된 부담을 가지고 있습니다. 이 구역의 평균 체류 시간은 24시간으로 추정되지만 이 느슨한 장입 구역에서 전하 감소의 약 20%만 발생하고 액체 슬래그가 형성되지 않습니다. 이 구역의 부하 물질은 일반적으로 V자형 분포로 하강하고 하강 속도는 노 벽과 전극 사이 및 전극 자체 사이의 위치에서 최대에 도달합니다. 이 구역의 온도 프로파일 및 초과 가스 압력과 관련된 데이터는 1600 ° C 등온선이 전극 팁 근처에서만 달성되며 1400 ° C 이상에서 가스 압력이 급격히 상승하고 슬래그의 시작에 해당하는 나중 온도를 보여줍니다 형성.

구역 2에서 구역 6은 퍼니스의 하부에 존재합니다. 노의 하부에서 일어나는 활동은 (i) 슬래그 형성, (ii) 슬래그에서 크롬철광 광석의 용해, (iii) 슬래그 상으로부터 금속의 환원 및 금속 합금 형성, (iv) 분리입니다. 합금 및 슬래그.

구역 2는 측벽 슬래그, 금속, 광석 및 코크스로 구성됩니다. 그것은 용광로 벽에 인접하여 형성되는 단단하고 부분적으로 융합되고 부분적으로 감소된 재료의 뱅크를 가지고 있습니다. 이 뱅크는 전극에서 가장 먼 거리에서 가장 두껍습니다.

Zone 3은 측벽 슬래그와 금속으로 구성됩니다. Zone 2 아래의 물질이며 슬래그와 금속의 혼합물을 포함합니다.

영역 4는 전극 아래입니다. 전극 팁 바로 아래에 존재하는 물질에는 약간의 불확실성이 있습니다. 전극 중 하나 아래의 영역은 일반적으로 다른 두 전극 아래의 유사한 영역과 연결되지 않습니다. 보이드의 존재는 퍼니스 냉각 동안 베드의 수축으로 인한 것일 수 있습니다. 전극 아래에 슬래그와 코크스가 발생할 가능성도 있습니다. 다른 가능성은 용융된 맥석 광물, 플럭스 및 마그네시아(MgO)와 알루미나(Al2O3)의 혼합물을 포함하는 코크스 베드의 존재일 수 있습니다. 전극(영역 2 및 3) 주변에 부분적으로 응고된 전하 물질의 형성으로 인해 활성 슬래그 환원 영역의 크기가 제한됩니다. 여기에서 코크스 베드(zone 4)로 정의되는 고온 제련 구역의 체류 시간은 30분에서 40분 정도로 비교적 짧습니다.

Zone 5는 슬래그와 금속 사이에 녹지 않은 부분적으로 반응한 덩어리 광석의 넓은 영역이 존재하는 영역입니다.

구역 6은 용광로 바닥에 뚜렷한 액체 Fe-Cr 합금층이 형성되는 영역입니다.

프로세스 반응

전극 팁 아래 영역(영역 4)에 도달한 후 Cr2O3 + 3C =2Cr + 3 CO 방정식에 따라 모든 산화물이 용융되고 탄소 열 환원이 고체 코크스 입자와 함께 발생할 수 있습니다. 다음과 같은 나머지 산화물 SiO2, Al2O3, CaO 및 MgO는 슬래그로 들어갑니다. 이 슬래그는 액체 Fe-Cr 위에 액체 층을 형성합니다. 액체 Fe-Cr 방울이 이 슬래그 층을 통해 하강하여 용광로 바닥에 모입니다.

Carbo-thermic reduction을 통한 Fe-Cr 생산 과정에서 생성된 금속 Cr은 이용 가능한 C와 더 반응하여 Cr 탄화물(Cr3C2, Cr7C3, Cr23C6)을 형성하는 경향이 있습니다. 유사하게 금속 Fe는 사용 가능한 C와 반응하여 Fe(Fe3C 및 Fe2C)의 탄화물을 형성합니다. 이러한 탄화물의 존재는 이러한 탄화물의 이론적인 C 함량이 5.5%에서 13.3% 범위이기 때문에 지정된 한계를 넘어 Fe-Cr 합금철의 총 C 함량을 증가시킵니다. 다음은 이 과정에서 일어나는 단순화된 반응입니다.

Cr2O3(l) + 3 C =2 Cr(l) + 3 CO(g)

3 Cr2O3(l) + 13 C =2 Cr3C2 + 9 CO(g)

2 Cr2O3(l) + 7 C =Cr4C + 6 CO(g)

7 Cr2O3(l) + 27 C =2 Cr7C3 + 21 CO(g)

23 Cr2O3(l) + 81 C =2 Cr23C6 + 69 CO(g)

Fe2O3(l) + 3 C =2 Fe(l) + 3 CO(g)

3 Fe2O3(l) + 11 C =2 Fe3C + 9 CO(g)

Fe2O3(l) + 4 C =Fe2C + 3 CO(g)

이러한 탄화물의 형성을 위한 표준 Gibbs 자유 에너지(슬래그에 용해된 Cr2O3와 고체의 미반응 C 사이의 반응에 의한)는 여러 연구자에 의해 연구되었습니다. 이러한 연구는 Fe3C의 형성에 대한 Gibbs 자유 에너지 값이 연구된 전체 온도 범위(1500°C ~ 2000°C)에서 금속성 Fe의 형성에 대한 값보다 낮다는 것을 보여줍니다. 따라서 열역학은 Fe3C의 형성을 선호합니다.

유사하게, Cr3C2의 형성에 대한 반응 깁스 에너지는 대부분의 온도 범위(최대 약 1920℃)에서 금속성 Cr의 에너지보다 낮습니다. Cr7C3 및 Cr4C는 각각 1650℃ 및 1550℃의 온도에서도 형성될 수 있습니다. 따라서 여러 탄화물이 크롬철광 광석의 환원 과정에서 금속성 Cr 및 Fe보다 우선적으로 형성됩니다.

결과적으로 LC Fe-Cr은 크롬철광 광석의 탄소열 환원을 통해 직접 생산할 수 없습니다. 따라서 탄소-열 환원 생성물은 크롬철광 광석의 Cr 대 Fe 비율에 따라 HC Fe-Cr 또는 전하 크롬입니다.

코크스 입자(수량 및 크기)는 반응 구역 및 부하 컬럼의 전기 저항에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 코크스는 제련 반응과 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 이중 기능을 가지고 있습니다. 또한 상승하는 CO 가스에 대한 부담을 투과성으로 유지하는 데 도움이 됩니다.

Fe-Cr의 탄화열 환원에서 탄화물의 형성은 이미 저온에서 시작됩니다. 최대 1650℃의 슬래그 온도는 항상 Fe-Cr에서 7%에서 8%의 C 함량을 초래합니다. 광석의 MgO 함량이 높고 슬래그 온도가 1700℃를 초과하는 경우에만 C 함량은 4%에서 6% 범위에 있습니다. SAF에서는 낮은 C 수준에 도달할 수 없으며 두 번째 프로세스 단계가 필요합니다.

원재료

Fe-Cr의 제련에 사용되는 장입 물질(광석, 환원제 및 플럭스)의 유형과 조합은 용해로 작동에 영향을 미치고 궁극적으로 전력 소비에 영향을 미칩니다. 공정 중 발생하는 슬래그의 양은 생산 공정에 사용되는 장입재의 품질에 크게 좌우됩니다. 전기 에너지 소비는 슬래그 부피에 영향을 받습니다. 슬래그의 부피가 클수록 전기 에너지 요구량이 높아집니다.

용광로 공급은 일반적으로 크롬철광 광석(덩어리진 광석, 펠릿 및 연탄), 환원제(무연탄, 숯, 코크스 및 석탄) 및 플럭스(규암, 백운석 및 석회)로 구성됩니다. 크로마이트 광석 입자는 광석 몸체 사이, 심지어 광석 이음매 사이 및 내부에도 변동이 있기 때문에 반드시 균일한 조성을 가질 필요는 없습니다. 크롬철광 광석은 일반적으로 일반식 (Fe2+, Mg2+)O.(Al3+,Cr3+,Fe3+)2O3을 갖는 스피넬 결정 계열의 일부입니다.

장입 재료의 크기 범위와 구성을 신중하게 제어하여 이상적인 노 조건을 유지할 수 있습니다. 원료 유형 및 크기 범위를 면밀히 제어하면 충진층 내에서 우수한 투과성이 보장되고 조성은 슬래그 특성에 영향을 미칩니다. 그러나 용해로 안정성과 생산성을 향상시키기 위해 사용할 수 있는 많은 장입 전처리가 있습니다.

일반적으로 크로마이트 광석에 사용되는 응집 공정에는 (i) 소결, (ii) 펠렛화 및 (iii) 단광이 포함됩니다. 또한 Fe-Cr 생산 공정의 효율성은 (i) 예열 및 (ii) 사전 환원과 같은 공급 재료의 유형 및 사전 조절에 따라 다릅니다.

부서지기 쉬운 크롬철광 광석의 경우 필요한 경우 추가 분쇄 후 바인더, 환원제 및 플럭스를 사용하여 펠릿화하고 회전 가마를 통과하여 경화(소결), 예열 및 SAF에 충전하기 전의 정도입니다.

용광로에 투입되는 크롬철광 광석은 주로 덩어리 광석 및/또는 펠릿 형태입니다. 덩어리 광석의 경우, 재료는 응고된 모암으로 둘러싸인 크롬철광 입자로 구성됩니다. 펠렛은 일반적으로 구형 입자를 형성하기 위해 응집되고 전처리된 크롬철광 광석의 농축물로 만들어집니다. 크로마이트 광석의 입자 크기와 미세 구조는 덩어리의 조밀한 둥근 입자에서 펠릿의 경우 고도로 파쇄된 침상 입자까지 다양합니다. 덩어리(Lump), 펠렛(Pellet), 코크스(Coke)의 입도 범위를 조절하여 베드 투과성을 극대화합니다.

광석 미분을 처리하는 또 다른 방법은 응집되지 않은 크롬철광 미분과 저가의 석탄을 플럭스와 함께 가마의 공급물로 사용하는 가마 사전 환원에 의한 것입니다. 이 방법에서는 약 1,500℃의 고온 영역에서 장입물이 반죽이 되는 가마의 배출 부근에 미세분의 자가 응집이 달성됩니다. 매우 높은 환원도가 달성되고 있습니다(80% ~ 90%). 따라서 기본적으로 용해로가 되는 다운스트림 전기로(SAF 또는 DC 아크)의 부하를 줄입니다.

보다 최근의 접근 방식과 여러 공장에서 설치되고 있는 접근 방식은 다시 펠릿화하는 것입니다. 펠렛은 코크스가 포함된 상태로 생산되며 이들은 강철 벨트 소결 시스템에서 소결되고 부분적으로 사전 환원됩니다. 거기에서 펠릿은 일반적으로 SAF 위에 배치되고 직접 공급 용기로 작동하는 예열 샤프트 가마로 전달되어 용광로에서 나오는 배출 가스 열을 사용합니다. 덩어리 광석, 코크스 및 플럭스는 또한 공급 용기로 보내집니다.

위의 내용 외에도 제련을 위한 크롬철광 광석 준비에 대한 몇 가지 다른 접근 방식이 있습니다. 여기에는 회전 노상 소결 및 펠릿의 사전 환원, 크롬철광 미세분말용 유동층 예열기가 포함됩니다.

제작 과정

Fe-Cr은 본질적으로 고온에서 발생하는 탄소 열 환원에 의해 생성됩니다. 크로마이트 광석은 석탄과 코크스에 의해 환원되어 Fe-Cr 합금을 형성합니다. 이 반응에 대한 열은 여러 형태에서 올 수 있지만 일반적으로 용광로 바닥의 전극 팁과 용광로 노로 사이에 형성된 전기 아크에서 발생합니다. 이 아크는 약 2,800℃의 온도를 생성합니다. 제련 과정에서 많은 양의 전기가 소모됩니다.

Fe-Cr의 생산 공정은 흡열 환원 반응과 노에서 열역학적 평형을 달성하는 데 필요한 모든 열이 전기 에너지를 통해서만 공급되기 때문에 매우 전기 에너지 집약적입니다. 따라서 전기 에너지는 이 과정에서 가장 중요한 입력입니다.

퍼니스에서 재료를 두드리는 것은 간헐적으로 발생합니다. 충분한 양의 Fe-Cr이 노의 노로에 축적되면 탭 구멍이 뚫리고 액체 합금 및 슬래그의 흐름이 트로프를 따라 냉각기 또는 국자로 흘러 들어갑니다. 액체 Fe-Cr은 대형 주물에서 응고되며, 이를 분쇄, 체질 및 포장하거나 추가 처리합니다.

다음은 SAF에서 Fe-Cr 생산공정의 중요한 특성이다.

• 크로마이트 광석의 환원성은 공정 효율성에 중요합니다. 이것은 광물학(MgO/Al2O3 비율), 크롬철광 광석의 MgO 구조적 형태, 크롬철광 입자 크기, 광석의 입자 분포 정도 및 광석 용융 온도에 의해 결정됩니다. 크로마이트 광석의 고체 상태 환원은 기체와 다공성 고체 사이의 반응 때문에 중요하기 때문에 광석은 다공성을 가질 필요가 있습니다. 또한, 광석은 용광로 환원 구역에 도달하기 위해 마모 및 파쇄에 견딜 수 있는 충분한 기계적 강도를 가져야 합니다. 광석의 높은 용융 온도는 고체 상태에서 양호한 환원성이 존재하는 경우 용융 영역에 도달하기 전에 광석이 환원되는 데 더 많은 시간을 허용합니다. 이는 슬래그에 대한 Cr2O3 손실이 적다는 것을 의미합니다.
• Cr 회수는 주로 크로마이트 광석의 환원성에 달려 있습니다. 합금철로 회수된 Cr을 제외하고 투입 Cr에서 용해로로, 나머지는 주로 슬래그로 보고되고 일부는 용해로 먼지로 보고됩니다. 단단하고 조밀한 광석의 경우 더스트 부분은 적으나 광석의 환원성 및 크기에 따라 슬래그의 Cr2O3 함량이 증가할 수 있다. 고체 상태의 크롬철광 광석의 감소가 상당하기 때문에 미세 광석을 노에서 사용할 수 있습니다. 미세한 크롬철광 광석은 용융되기 전에 고체 상태에서 매우 쉽게 환원되어 슬래그에 1.5% ~ 4% 범위의 Cr2O3 함량이 발생합니다. 또한, Cr 회수 최적화를 위해 액체 Fe-Cr이 슬래그로 가는 것을 최소화하도록 태핑 중에 액체 합금철과 슬래그를 완전히 분리하는 것이 중요합니다.
• 환원성이 우수하고 특히 고체 상태의 환원은 크롬철광의 환원을 위해 더 많은 CO 가스를 사용하는 데 도움이 됩니다. 2.1과 동일한 슬래그 내 MgO/Al2O3의 비율은 슬래그의 가장 낮은 융점에 해당하여 용해될 슬래그 부분에 대한 에너지 소비를 최소화합니다. 그러나 슬래그 및 기타 산화물에 일부 Cr2O3가 존재하기 때문에 MgO/Al2O3 비율은 2.2의 일반적인 값을 갖습니다. 이것은 또한 SiO2의 Si로의 더 낮은 환원을 초래한다. SiO2를 Si로 환원하는 것은 에너지 집약적이기 때문에 에너지 절약 효과도 좋습니다.
• 슬래그의 높은 MgO/Al2O3 비율로 낮은 온도에서 환원하면 높은 C 함유 탄화물이 더 많이 형성됩니다. Cr23C6이 적은 Cr3C2 및 Cr7C3와 같은 Cr 탄화물의 존재는 크롬철광 광석의 더 나은 고체 상태 환원을 나타냅니다. Cr/Fe 비율은 또한 Fe-Cr의 C 함량을 결정하는 역할을 합니다. Cr은 Fe보다 탄화물 형성 친화도가 높기 때문에 Cr/Fe 비율이 높을수록 Fe-Cr의 C 함량이 높아집니다.
• 슬래그 및 염기성 슬래그의 높은 MgO/Al2O3 비율은 SiO2가 Si로 환원되는 것을 억제합니다. SiO2의 환원을 위해서는 더 높은 온도가 필요합니다. Cr2O3 및 FeO는 고체 상태 및 더 낮은 온도에서 환원되므로 SiO2가 환원될 기회가 거의 없습니다. 다시 낮은 Si 함량은 고체 상태 및 저온에서 Cr2O3 및 FeO가 환원된 결과입니다.
• 일반적으로 크로마이트 광석의 황(S) 및 인(P) 함량은 높지 않습니다. 따라서 Fe-Cr의 S와 P는 주로 환원제에서 나옵니다. 0.6% 내지 1% 범위의 S 함량을 갖는 코크스는 0.014% 내지 0.025%의 Fe-Cr a S 함량에 기여한다. 탈황을 위해서는 염기성 슬래그, 환원 분위기 및 탈인과 관련하여 더 높은 온도가 필요합니다. 이러한 조건이 존재합니다. 탈인의 경우 기본 슬래그, 낮은 온도 및 산화 분위기가 필요합니다. 이 모든 것 중에서 기본 슬래그 조건만 사용할 수 있습니다. 합금철의 Si 함량 증가는 환원 분위기를 나타냅니다. 대부분의 인이 합금철에 들어가지만 슬래그의 염기도가 높으면 인 함량이 감소할 수 있습니다.
• 일반 조건에서의 슬래그 조성은 슬래그의 Cr2O3 함량에 큰 영향을 미치지 않습니다. 합금철의 Si 함량이 높으면 규소-열 반응에 의해 슬래그에 용해된 Cr2O3를 환원할 수 있으며, 이에 따라 Fe-Cr의 Si 함량이 감소하지만 이 반응은 Si 함량이 높을 때만 중요합니다. 이 상태에서 슬래그의 색상이 더 밝아집니다.

LC Fe-Cr 생산

LC Fe-Cr은 일반적으로 HC Fe-Cr 또는 전하 크롬에서 생성됩니다. LC Fe-Cr의 생산은 일반적으로 크로마이트 광석을 추가하거나 HC Fe-Cr에 산소(O2)를 분사하여 수행됩니다. 그러나 이러한 공정은 C 함량을 LC Fe-Cr 사양 내로 감소시키는 데 필요한 고온(약 2100℃)과 공정 중에 발생하는 Cr의 손실로 인해 매력적이지 않습니다. 따라서 이러한 HC Fe-Cr의 C 감소 방법은 MC Fe-Cr의 생산에 주로 사용되며 LC Fe-Cr은 대부분 금속 열 생산 공정에 의해 생산됩니다.

금속 열 생산 공정에서 환원 반응은 음의 Gibbs 에너지를 갖는 특정 금속으로 수행됩니다. 따라서 벌크로 생산되는 기술적으로 적합한 금속 환원제는 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 망간(Mn) 및 규소(Si)입니다. Cr 1톤당 금속 환원제의 화학양론적 소비량은 Al의 경우 0.519톤, Mg의 경우 0.701톤, Mn의 경우 1.585톤, Si의 경우 0.405톤이지만 실제로는 Cr의 목표 회수를 달성하기 위해 소비량이 약간 다를 수 있습니다. 그러나 Si 및 Al 환원제는 사용하기에 더 경제적입니다. 둘 사이에서 LC Fe-Cr의 생산을 위한 알루미노-열 공정보다 규열 환원 공정이 더 많이 사용됩니다.