Ferrocromo a Basso Carbonio (LC FeCr) Introduzione, Composizione Chimica, Applicazioni Principali e Usi

Introduzione

Il Ferrochrome a Basso Carbonio (LC FeCr) è una lega ferrosa fondamentale, progettata con precisione per la produzione di acciai avanzati ad alto valore. A differenza del comune Ferrochrome ad Alto Carbonio, il LC FeCr si distingue per il suo contenuto estremamente ridotto di carbonio, risultando indispensabile per la produzione di acciai con rigide limitazioni sul carbonio, come l'acciaio inossidabile, le superleghe e altre qualità speciali.

Composizione chimica

La caratteristica principale del Ferrochrome a Basso Carbonio è il contenuto minimo di carbonio, che generalmente varia da 0,015% a 0,50%, a seconda della specifica qualità. Il componente principale è il cromo, che costituisce normalmente tra il 60% e il 70% dell'lega. Altri elementi essenziali includono il silicio (variabile) e tracce di fosforo e zolfo, mantenuti al livello più basso possibile per via tecnologica, al fine di evitare effetti negativi sulle proprietà dell'acciaio finale.

Applicazioni Principali ed Utilizzi

L'applicazione principale del FeCr-LC è quella di lega madre per introdurre il cromo nell'acciaio fuso senza introdurre contemporaneamente troppo carbonio.

1. Produzione di acciaio inossidabile: Questa è la sua applicazione più importante. Particolari tipi di acciaio inossidabile, in particolare le qualità austenitiche e ferritiche, richiedono un alto contenuto di cromo (16-26%) con un contenuto di carbonio molto basso per evitare la formazione di carburi di cromo. Questi carburi possono migrare verso i bordi dei grani, causando una "sensibilizzazione" che porta a corrosione intergranulare e perdita di resistenza alla corrosione, una proprietà fondamentale dell'acciaio inossidabile.
2. Leghe speciali e superleghe: Il FeCr-LC è essenziale nella produzione di acciai resistenti agli acidi, leghe resistenti ad alte temperature e altre leghe resistenti alla corrosione utilizzate nei settori aerospaziale, della lavorazione chimica e dell'energia.
3. Leghe al cromo a basso contenuto di carbonio: vengono utilizzate nella produzione di acciai legati in cui è richiesto un contenuto elevato di cromo e un contenuto ridotto di carbonio per ottenere specifiche proprietà meccaniche e una buona temperabilità.

Principali processi di fusione

La produzione di Ferro-cromo a basso tenore di carbonio è più complessa e intensiva di energia rispetto alla controparte ad alto contenuto di carbonio, principalmente a causa della necessità di evitare l'assorbimento di carbonio. I due principali processi industriali sono:

1. Il processo Perrin: È un metodo tradizionale metallo-termico. Prevede la reazione del minerale di cromite con cromato di sodio (o un altro composto del cromo) e silicio derivato dal Ferrosilicio. La reazione è fortemente esotermica (generatrice di calore) e avviene in un reattore. Il silicio agisce da agente riducente e, dal momento che non viene utilizzato carbonio, il ferro-cromo risultante presenta un contenuto di carbonio molto basso. Questo processo può produrre qualità con bassissimo contenuto di carbonio (<0,015% C).
   2. Decarburizzazione sotto vuoto (VODC): Questo è un metodo più moderno e diffuso. Prevede inizialmente la fusione del minerale di cromo in un forno ad arco sommerso per produrre una lega di ferro-cromo con alto contenuto di carbonio. Questa lega fusa viene successivamente trasferita in un convertitore sotto vuoto (Decarburizzazione con Ossigeno sotto Vuoto - VOD). Si immette ossigeno nella massa fusa per ossidare e rimuovere il carbonio. La camera sotto vuoto facilita l'allontanamento del gas monossido di carbonio, spingendo avanti la reazione di decarburizzazione senza causare una eccessiva perdita di cromo, che è una componente preziosa. Questo processo permette un controllo preciso al fine di raggiungere i livelli di carbonio desiderati.

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