페로알로이

Ferroalloy

페로알로이(Perroaloy)는 망간(Mn), 알루미늄(Al), 실리콘(Si) 등 하나 이상의 다른 원소의 비율이 높은 다양한 철 합금을 말한다.[1]그것들은 강철과 합금의 생산에 사용된다.[2][3]합금은 강철과 주철에 특유한 품질을 부여하거나 생산 과정에서 중요한 기능을 하며, 따라서 페로알로이의 선도적인 소비자인 철 및 철강 산업과 밀접하게 관련되어 있다.2014년 페로얄로이의 주요 생산국은 중국, 남아프리카공화국, 인도, 러시아, 카자흐스탄으로 세계 생산량의 84%를 차지했다.[4]2015년 페로얄로이의 세계 생산량은 5천2백8십만 톤으로 추산되었다.[5]

화합물

주요 페로얄로이는 다음과 같다.


프로세스별 생산

전 세계 페로얄로이 생산의 과정별 진화.

페로얄로이는 일반적으로 용광로와 전기 아크로의 두 가지 방법으로 생산된다.용광로 생산량은 20세기 동안 지속적으로 감소하는 반면 전호 생산량은 여전히 증가하고 있다.오늘날에도 페로망간은 용광로에서 여전히 효율적으로 생산될 수 있지만, 이 경우에도 전기 아크로가 확산되고 있다.더 일반적으로, 페로알로이는 탄소를 포함한 산화물을 철분이 존재하는 곳에서 감소시키는 것을 포함하는 탄수화물 반응에 의해 생산된다.일부 페로얄로이들은 녹은 철에 원소를 첨가하여 생산된다.

직접 감량 [fr] 공정을 통해 소므 페로얄로이 생산도 가능하다.예를 들어 크루프렌 공정이 [fr] 일본에서 페로니켈을 생산하는 데 사용된다.[6]

페롤로이(Ferroalloy)에 의한 생산과 소비

페로크롬

페로크롬

주요 기사:페로크롬

2014년 세계 크롬 광석 생산 선도국은 남아프리카공화국(12mt), 카자흐스탄(3.7mt), 인도(3.5mt), 터키(2.6mt) 등이다.크롬 광석 생산의 대부분은 금속 산업을 위한 페로크롬을 생산하기 위해 전기 아크로에서 제련되었다.2014년 세계 페로크롬 생산 선도국은 중국(4.5mt), 남아프리카공화국(3.6mt), 카자흐스탄(1.2mt), 인도(0.9mt) 등이었다.전 세계에서 생산되는 11.7 페로크롬산의 대부분은 2014년 41.7m에 달했던 스테인리스강 제조에 소비되었다.[4]

페로망간어

주요 기사:페로망간어

제강에는 두 개의 망간 페로망간과 규모망간 등이 핵심 재료다.중국은 세계 3대 생산국인 브라질(0.34mt), 남아프리카공화국(0.61mt), 우크라이나(0.38mt)의 생산량을 합친 것보다 훨씬 큰 생산량을 가진 망간페롤로이(2.7mt)의 세계 선두 생산국이다.[2]

페로몰리브덴

주요 기사:페로몰리브덴

페로몰리브덴의 주요 생산국은 칠레(1만6918t), 중국(4만t), 미국(2008년 세계 몰리브덴 광석 생산량의 78%를 차지했다.나머지는 캐나다, 멕시코, 페루가 차지했다.몰리브데나이트 농축액은 산화 몰리브디크를 만들기 위해 볶아지는데, 산화물은 페로몰리브덴, 몰리브덴 화학 물질 또는 몰리브덴 금속으로 변환될 수 있다.미국은 2008년 세계에서 두 번째로 몰리브덴을 생산하는 국가였지만, 2008년 철강산업(페롤리브덴 소비의 83%)을 중심으로 철골 요구량의 70% 이상을 수입했다.[2]

페로니켈

참고 항목:철-니켈 군집
특성.
니[7] 17-24%
밀도 3.8g/cm3
녹는점 섭씨 1500도
비등점 섭씨 2900도

2014년 세계 연간 새 니켈의 약 33%가 페로니켈이었는데, [8]이 중 광범위한 리뷰 기사는 1991년 스와르트젠드루버 외 연구진이 발간했다.[9]지구에 떨어지는 많은 운석들은 페로니켈로 밝혀지고,[9] 카마카이트나 태나이트의 형태를 띤다.[citation needed]페로니켈은 얼굴 중심의 큐빅 크리스털 구조를 가지고 있다.[10]그것은 페라이트, 마텐사이트 또는 오스테나이트의 형태를 취할 수 있다.바이너리 Fe-Ni 시스템은 오스테나이트 스테인리스강, 마레이징강 등 고알로이 강철에 니켈이 존재한다는 점이 차체 중심 큐빅 페라이트에서 얼굴 중심 큐빅 오스테나이트로의 전환을 위한 핵심 동인이기 때문에 강철과 유사한 목적으로 조사되어 왔다.[11]

20세기 후반에는 니켈 생산의 60%가 황화 광석의 무광 제련에 기반을 두었는데, 이는 페로니켈 생산에 도움이 되지 않았다.[12]2003년 자료에 따르면 1차 니켈 생산에서 후분류의 비율은 42%[12]인 것으로 보고되었다.2014년 세계 페로니켈 연간 생산량은 약 25만톤이었다.[8]가장 큰 두 제작자는 BHP 빌리톤과 소시에테 르 니켈이었다.[8]라테라이트 광석은 종종 생산 공정을 공급하는데 사용된다.[13][14]RKEF 프로세스는 종종 사용된다.[15]제품의 톤당 에너지 소비량은 저급 사료 때문에 라테 광석의 경우 높으며, 따라서 폐기물 슬래그와 기체 오염이 많이 발생한다.[16]일반적으로 용해로 출력의 90% 이상이 슬래그 형태로 되어 있다.[8]녹은 페로니켈을 정제하는 기술은 전문가들을 위한 주제인데,[17] 광석의 함유량 변동성 때문에 그 과정은 심지어 원천에 의해 맞춤 제작되어야 할 필요가 있을 수도 있다. 예를 들어 그리스 광석의 라르코 과정이다.[18]"철 합금에 니켈을 첨가하는 주된 이유는 오스테나틱 미세구조를 촉진하기 위함입니다.니켈은 일반적으로 연성, 내성, 내식성을 높인다."[19]니켈돼지철은 전자의 저중량분율(4~10%)과 고탄소함량(>3%)으로 페로니켈과 구별된다.이와는 대조적으로 페로니켈은 비교적 순수한 이항 합금이다.[19]

2008년 주요 페로니켈 생산국은 일본(30만1000t), 뉴칼레도니아(14만4000t), 콜롬비아(10만5000t) 등이다.이들 3개국이 함께 중국을 제외할 경우 세계 생산량의 약 51%를 차지했다.우크라이나, 인도네시아, 그리스, 마케도니아는 총중량 생산량의 내림차순으로 중국을 제외하고 모두 6만8000t에서 9만t의 페로니켈을 생산해 추가로 31%를 차지한다.중국은 자국 산업이 59만 t 총 중량의 추정 총생산량을 위해 기존의 페로니켈 등급 스펙트럼 외에 많은 톤의 니켈 돼지 철을 생산했기 때문에 통계에서 제외되었다.개별 중국 제품의 니켈 함량은 고객 최종 사용에 따라 약 1.6%에서 최대 80%까지 다양했다.[2]

미국에서는 2008년에 소비된 모든 페로니켈을 철강 산업이 거의 모두 차지했는데, 98% 이상이 스테인리스와 내열성 강철에 사용되었고, 2008년에는 미국에서 페로니켈이 생산되지 않았다.[2]

니켈돼지철은 중국에서 만든 저급 페로니켈로 2010년대 이후 큰 인기를 끌고 있다.

페로실리콘

주요 기사:페로실리콘
페로실리콘

실리콘 페롤로이 소비는 주철과 강철 생산에 의해 추진되며, 여기서 실리콘 합금은 탈산화제로 사용된다.일부 실리콘 금속은 철을 함유한 합금제로도 사용되었다.실리콘 함량 기준으로 미국 내 페로실리콘과 기타 실리콘 합금의 순생산량은 2008년 14만8000t이었다.중국은 주요 공급국으로, 2008년 세계 다른 나라들을 합친 것보다 더 많은 페로실리콘(4.9mt)을 생산했다.그 외 주요 제조업체로는 노르웨이(0.21mt), 러시아(0.85mt), 미국(0.23mt) 등이 있다.[2]

페로티타늄

주요 기사:페로티타늄

티타늄은 제강, 곡물 크기 조절, 탄소 및 질소 조절 및 안정화를 위해 사용된다.제강 중 티타늄은 녹는 온도가 상대적으로 낮고 밀도가 높기 때문에 보통 페로티타늄으로 소개된다.티타늄 함량이 비교적 높은 강철에는 무간신강, 스테인리스강, 고강도 저합금강 등이 있다.페로티타늄은 보통 티타늄 고철을 철이나 강철로 녹여 유도로 만들어지지만, 티타늄 광물 농축액에서 직접 만들어지기도 한다.페로티타늄의 표준 등급은 30%와 70% 티타늄이다.실리콘과 티타늄을 동시에 첨가할 수 있도록 페로실리콘 티타늄도 생산된다.대표적인 페로티타늄 생산국으로는 브라질, 중국, 인도, 일본, 러시아, 우크라이나, 영국, 미국 등이 있다.[2]

페로퉁스텐

주요 기사:페로퉁스텐

텅스텐은 고속 및 기타 공구강에서 중요한 합금원소로, 일부 스테인리스강과 구조용강에서는 덜 많이 사용된다.텅스텐은 최대 80%의 텅스텐을 함유할 수 있는 페로퉁스텐이 녹으면서 강철에 첨가되는 경우가 많다.세계 페로퉁스텐 생산은 2008년 4835t(총중량)의 합금을 수출한 중국이 주도하고 있다.페로퉁스텐은 상대적으로 비싸며, 가격은 텅스텐이 포함된 kg당 31~44달러 수준이다.[2]

페로바나듐

주요 기사:페로바나듐
페로바나듐 청크

2008년 세계 바나듐 광산 생산량의 98%를 중국, 러시아(1만2000t), 남아프리카공화국(1만7000t)이 차지했다.이들 3개국에서 바나듐은 주로 돼지의 철을 생산하기 위해 가공된 티타늄을 함유한 자석 광석에서 회수되었다.이 프로세스에는 바나듐(V) 산화물, 알루미늄(산화물 게터), 고철 등의 알루미늄 열감소가 수반된다.[1]이로써 오산화 바나듐 20~24%가 함유된 슬래그가 생성돼 40~50% 바나듐이 함유된 페로바나듐까지 추가 처리가 가능하다.2008년 미국에서 소비된 바나듐 5,090t 중 84%가 페로바나듐에서 나왔고, 거의 전량(99%)이 철강 제조에 들어갔다.[2]

참조

Public Domain이 글은 미국 지질조사국(US Geogical Survey) 문서의 공용 도메인 자료를 통합한 것이다."Ferroalloys" (PDF).

  1. ^ a b Rudolf Fichte. "Ferroalloys". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a10_305.
  2. ^ a b c d e f g h i Corathers, Lisa A.; et al. (October 2010). Ferroalloys (PDF). Minerals Yearbook 2008 (Report). Vol. I. U.S. Geological Survey. pp. 25.1–25.14. doi:10.3133/mybvi. Retrieved 2019-10-18.
  3. ^ Moskalyk, R. R.; Alfantazi, A. M. (2003). "Processing of vanadium: a review". Minerals Engineering. 16 (9, September 2003): 793–805. doi:10.1016/S0892-6875(03)00213-9.
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  5. ^ Singerling, Sheryl A.; Tuck, Christopher A.; et al. (June 2018). Ferroalloys (PDF). Minerals Yearbook 2015 (Report). Vol. I. U.S. Geological Survey. pp. 25.1–25.14. doi:10.3133/mybvi. Retrieved 2019-10-18.
  6. ^ Kudo, Akira. Japanese-German Business Relations: Co-operation and Rivalry in the Interwar. pp. 89–108. Archived from the original on 2014-10-20. Retrieved 2014-12-21.
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  10. ^ Tatsuya Tokunaga; Hiroshi Ohtani; Mitsuhiro Hasebe (2005). "Thermodynamic Study of Phase Equilibria in the Ni–Fe–B System". Materials Transactions. 46 (6): 1193–1198. doi:10.2320/matertrans.46.1193.{{cite journal}}: CS1 maint: 날짜 및 연도(링크)
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