Ferronickel je slitina železa a niklu ( feroslitina ), získávaná především redukcí elektrického tavení oxidovaných niklových rud a používá se k legování oceli a slitin.
Na mezinárodním trhu musí složení feronickelu odpovídat normě ISO 6501:1988 (Ferronickel. Specifikace a požadavky na dodání). Norma stanoví 5 jakostí s 20, 30, 40, 50 a 70 % niklu, každá jakost má 5 skupin, požadavky na každou ze skupin jsou uvedeny v tabulce (podle [1] ).
| Třída Ferronickel | C | Si | P | S | Cu | Cr | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| více | před | méně | méně | méně | méně | méně | |
| LC - low carbon (málo uhlíku) | - | 0,030 | 0,20 | 0,030 | 0,030 | 0,20 | 0,10 |
| LCLP - nízký obsah uhlíku a fosforu | - | 0,030 | 0,20 | 0,020 | 0,030 | 0,20 | 0,10 |
| MC - střední uhlík | 0,030 | 1,0 | 1,0 | 0,030 | 0,10 | 0,20 | 0,50 |
| MCLP - střední uhlík a nízký obsah fosforu | 0,030 | 1,0 | 1,0 | 0,020 | 0,10 | 0,20 | 0,50 |
| HC - vysoký obsah uhlíku | 1,00 | 2.5 | 4,0 | 0,030 | 0,40 | 0,20 | 2,0 |
V závislosti na požadavcích výrobce a zákazníka lze ve slitině kontrolovat obsah Mn , Al , Ti , Ca.
Obsah niklu ve slitině může být výrazně nižší než 20 %, což je dáno zejména složením suroviny. V Rusku se tak zpracovávají především rudy nízké jakosti (do ~1,5 % Ni), zatímco v zahraničí je obsah niklu v rudě často vyšší – až ~2,2 %. V závodě Pobuzhsky Nickel Plant (Ukrajina) podle [2] obsahuje feronickel některých vyráběných jakostí 3,5 až 12 % součtu niklu a kobaltu.
Získávání feroniklu je jednou z hlavních možností zpracování oxidovaných niklových rud . Technologické schéma zpracování oxidované niklové rudy na feronickel obvykle zahrnuje následující fáze:
Z dalších metod získávání feroniklu z )[1]niklových rud (některé z nich se již nepoužívají, jiné byly pouze testovány a dosud nenašly uplatnění) lze zaznamenat (podleoxidovaných ferosiliciem jako redukčním činidlem, elektrické tavení v pěnové lázni).
Tavení surové slitiny se obvykle provádí v kruhových rudotermálních elektrických pecích se samospékacími elektrodami , výkon pecí je 20-100 MVA, příkon až 810 kWh [2] na tunu suché rudy , specifická penetrace je 3,5-14 t / (m 2 den) [1] . V současnosti se při projektování nových provozů a zdokonalování starých technologií často předpokládá použití stejnosměrných elektrických pecí , jejichž předností je možnost zpracování tenkých a prašných materiálů, snížení ztrát kovů a zvýšená extrakce do slitiny. [3]
Rafinace surového feronikelu podle jednoho ze schémat [4] zahrnuje odsíření roztavenou sodou v pánvi a dvoustupňovou konverzi ve vertikálních kyslíkových konvertorech . Struska vzniklá v počátečním období přeměny chudého feronikelu obsahuje velké množství oxidu křemičitého , takže první stupeň rafinace se provádí v konvertorech s kyselou vyzdívkou ( cihla dinas ) odolnou vůči takovým struskám. Druhý stupeň přeměny s odstraněním zbytků chrómu , uhlíku , síry a fosforu se provádí v konvertorech s hlavní vyzdívkou ( magnezit - chromitová cihla). Komerční ferronickel se granuluje nebo lije do forem .
Druhým velmi rozšířeným schématem rafinace feronikelu je rafinace v pánvových pecích (ASEA-SKF). Tento proces se do neželezné metalurgie dostal z metalurgie železa, kde byl určen pro rafinaci oceli. K ohřevu taveniny slouží pánvové stojany s odnímatelnou střechou se třemi grafitovými elektrodami. V první fázi se feronikel nalije z pece do pánve, přidá se tavidlo obsahující CaO, tavenina se zahřeje a fouká CO2 (pro míchání) nebo kyslíkem a odstraní se fosfor. Fosforová struska se stahuje, pánev se přivádí do druhé ohřívací stolice - k odsíření. Do taveniny se přivádí deoxidační činidlo (například ferosilicium), dále nehašené vápno a fluorit. Kov se zahřívá a míchá s CO2, aby se odstranil rozpuštěný dusík. Odsiřovací struska se stáhne, do pánve se zavede poslední část vápna a slitina se zahřeje na teplotu plnění.
Feronickel je možné vyrábět z různých druhotných surovin - použitých železo-niklových baterií , odpadních legovaných ocelí atd. [1] [5] .
Nikl je jedním z hlavních prvků, které zlepšují vlastnosti oceli; Přídavek niklu zvyšuje jeho pevnost, houževnatost a tažnost. Kromě toho je nikl široce používán při výrobě nerezových , žáruvzdorných , kyselinovzdorných a dalších ocelí a slitin. V mnoha případech lze místo čistého niklu, který je drahý a vzácný, použít feronikel, jehož výrobní náklady (jako u mnoha jiných feroslitin) jsou nižší než u čistého kovu.