Низкоуглеродистый феррохром. Обезуглероживание феррохрома

Низкоуглеродистый феррохром может быть получен путем обезуглероживания углеродистого феррохрома; обезуглероживание можно осуществлять как в твердом, так и в жидком состоянии.

Обезуглероживание феррохрома в твердом состоянии. При взаимодействии карбидов хрома с оксидом хрома происходит окисление углерода карбида кислородом оксида хрома. В результате образуются более низкоуглеродистые карбиды или металлический хром. Реакции, по которым происходит обезуглероживание феррохрома, следующие:

Cr₃С_2тв + 5/27 Cr₂O_{3 тв} = 13/27 Cr₇С_3тв + 15/27 СО; Т_н.в. = 1387 ⁰С;

Cr₇С_3тв + 5/14 Cr₂O_{3 тв} = 27/14 Cr₄С_тв + 15/14 СО; Т_н.в. = 1638 ⁰С;

Cr₄С_тв+ 1/3 Cr₂O_{3 тв} = 14/3 Cr_тв + 3 СО; Т_н.в. = 1729 ⁰С.

Обезуглероживание феррохрома в твердом состоянии осуществляется в вакуумных печах. Углеродистый феррохром подвергается измельчению и затем окислительному обжигу. Поверхность зерен феррохрома покрывается тонким слоем оксида хрома. В результате окислительного обжига содержание кислорода в феррохроме повышается до 10% и более. Из смеси углеродистого и окисленного феррохрома вместе со связующим материалом изготовляют брикеты, которые обжигают в вакуумной печи. Температура в печи постепенно повышается до 1400⁰С, давление в печи понижается до 0,001 ат. Реакции окисления в твердых фазах происходят медленно, процесс продолжается 25-100 ч. Вначале происходит окисление углерода в высших карбидах (Сr₃С₂ и Сr₇С₃), а затем окисление углерода в карбиде Сr₄С, в результате чего содержание углерода в феррохроме снижается до 0,01-0,02%.

После окончания процесса печь медленно охлаждают. Полученные таким образом брикеты содержат около 70% Сr и 0,01-0,02% С. Для получения безуглеродистого азотированного феррохрома в камеру печи во время ее охлаждения вводят азот при давлении 1 ат. Содержание азота в феррохроме повышается до 3-8%.

Обезуглероживание феррохрома в жидком состоянии.

Обезуглероживание феррохрома в твердом состоянии является весьма длительным процессом и применяется для получения феррохрома с наиболее низким содержанием углерода. Обезуглероживание феррохрома в жидком состоянии производится в конвертерах путем воздействия на жидкий углеродистый феррохром газообразным кислородом. Образующаяся в конвертере оксидная фаза насыщена Cr₂O₃; взаимодействие оксида хрома с углеродом приводит к его окислению.

Шлаки, образующиеся на конечной стадии продувки, содержат до 80% оксида хрома; их используют при выплавке углеродистого феррохрома.

Данный способ обезуглероживания феррохрома в конвертере позволяет получать среднеуглеродистый феррохром. Более высокая степень обезуглероживания может быть достигнута при ведении плавки в индукционных печах в условиях вакуума.

Сплавы марганца