Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior

Universidad Nacional Experimental Politécnica

“Antonio José de Sucre”

Departamento de Ingeniería Metalúrgica

Cátedra: Ferroaleaciones

Ferroaleaciones Ferrocromo

2

INTRODUCCION

En metalurgia las ferroaleaciones dirigen su atención al empleo de minerales o

concentrados de alta ley, con el propósito de aumentar los volúmenes de metal obtenidos

al procesar una menor cantidad de mineral, lo que permite reducir los consumos de

energía y disminuir los volúmenes de escoria, mejorando considerablemente los

indicadores del proceso de obtención. Este aspecto está limitado por la tendencia

constante a la disminución de las reservas de minerales de alta ley (especialmente las

cromitas) lo que obliga a introducir nuevas tecnologías de beneficio y/o procesamiento

metalúrgico.

En la práctica, el objetivo básico de estos procesos es la obtención de la ferroaleación al

cromo, siendo la escoria un producto secundario que no ha encontrado, en la mayoría de

los casos, aplicación práctica posterior predeterminada, habiéndose orientado su

aplicación a otras industrias consumidoras del residual.

El ferrocromo es una aleación de hierro y cromo que contiene 45-75 % de cromo y otros

elementos de aleación como el carbono, el cual influye en la utilización de la

ferroaleación. Es utilizado para la fabricación de aceros inoxidables y la escoria que se

forma durante el proceso de fundición se utiliza en ingeniería civil y en construcción de

carreteras y también, en cierta medida, en la producción de materiales refractarios. La

escoria granulada también se utiliza como material de drenaje del subsuelo.

En el siguiente documento se explicara para que se utiliza esta ferroaleación, su

clasificación, las materias primas utilizadas para su fabricación y que se puede hacer con

la escoria ya que su producción es de 1.1-1.6 t / t de FeCr en función de las materias

primas. También se hablara de los países donde se fabrica esta ferroaleación asi como

las consideraciones económicas de este producto.

Ferroaleaciones Ferrocromo

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MARCO TEORICO

El cromo es un metal de transición duro, frágil, de color gris acerado y puede presentar un

intenso brillo. Fue descubierto en 1797 por el químico francés Louis Nicolás Vauquelin

que lo denominó cromo (del griego chroma, “color”) debido a los múltiples colores de sus

compuestos. Se encuentra en el grupo VI del sistema periódico de Mendeleiev. Sus

características físicas y químicas son:

-Peso atómico 52,01 gr/mol

-Temperatura de fusión 1 820 ± 10 °C

-Temperatura de ebullición 2 480 °C

El cromo se obtiene comercialmente calentando la cromita en presencia de aluminio o

silicio (mediante un proceso de reducción).

FERROCROMO

Definición

Se define como ferrocromo a la aleación de hierro que contiene de 45-75 % de cromo y

otros elementos de aleación. El ferrocromo, junto con el níquel (ferroníquel) es el principal

elemento de aleación en la producción de acero inoxidable. El acero inoxidable se utiliza

en gran variedad de aplicaciones, desde cubiertos a aspas de turbina de motores

aeronáuticos. El uso de ferrocromo depende en gran medida del contenido de carbono.

Clasificación

1. Ferrocromo alto en carbono (FeCr AC): es aquel con un contenido de 4 – 10%

de carbono. Se denomina ferrocromo carburado.

2. Ferrocromo medio en carbono (FeCr MC): es aquel con un contenido de 0,5 –

4% de carbono. Se denomina ferrocromo afinado.

3. Ferrocromo bajo en carbono (FeCr BC): es aquel con un contenido de 0,01 –

0,5% de carbono. Se denomina ferrocromo superafinado.

Ferroaleaciones Ferrocromo

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Cromita

Materias primas

La principal materia prima para producir ferrocromo es el mineral

de cromita (FeCr2O4), que es un mineral que contiene óxido de

hierro y óxido de cromo. La relación entre Cr y Fe en la cromita

determina el contenido de cromo de la aleación producida; por

ejemplo, una elevada relación Cr/Fe es ventajosa para la

producción de una ferroaleación con un elevado contenido de

cromo. El mineral y los concentrados de cromita se utilizan en

forma de terrones duros o desmenuzables, así como de finos de cromita. Según las

distintas rutas de producción y el contenido de carbono deseado del ferrocromo, se utiliza

carbono o silicio como agente reductor.

Cromita

La combinación natural de hierro más importante que constituye la primera materia para la

obtención del metal y todos sus derivados es el hierro cromado o cromita Cr2O3.FeO, en la

cual el FeO está en general substituido parcialmente por MgO, y el Cr2O3 lo está asimismo

por Al2O3 o Fe2O3. Es el único mineral de cromo. Se encuentra con especial abundancia

en Rodesia, Transvaal, India Inglesa, Nueva Celedonia, Rusia, Francia, etc. La cromita

puede producirse artificialmente.

Características de la cromita (FeCr2O4)

.

Color Varía entre negro y negro parduzco

Composiciónquímica

FeO 32 %, Cr2O3 68 %. Siempre hay algo

de Mg sustituyendo al Fe y puede haber

Al y Fe reemplazando al Cr

Raya Parda oscura

Ferroaleaciones Ferrocromo

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Sistema cristalino Cúbico

Dureza 5,5 a 6 en la escala de Mohs

Densidad 4,5 a 4,8 gr/mol

Materias primas para la producción del ferrocromo de alto carbono

Para la producción de FeCr AC, se agrega carbono al proceso como reductor en forma de

coque metalúrgico, hulla o carbón. El coque metalúrgico es el reductor más común. Es

importante utilizar un coque con bajo contenido en fósforo y azufre, ya que un 60 - 90%

del fósforo y un 15 - 35% del azufre se transfiere al metal.

Materias primas para la producción del ferrocromo de bajo carbono

Para la producción de FeCr BC se utilizan ferrosiliciocromo y ferrosilicio en una reacción

silicotérmica como agentes reductores y materia prima. Para conseguir la composición

correcta del metal, una buena recuperación del metal y un funcionamiento satisfactorio del

horno, se agregan a la carga materiales auxiliares como cuarcita, bauxita, corindón, cal y

olivina como fundentes.

Técnicas de pre-tratamiento

La cromita se utiliza como materia prima para la producción de ferrocromo en forma de

terrones, finos y concentrados del mineral. Cabe reseñar que alrededor del 70-80% de las

fuentes de cromita del mundo están disponibles como finos (< 10 mm). Para convertir los

finos y concentrados de mineral en material procesable en horno, primero deben

aglomerarse mediante briqueteado, peletización/sinterización o sinterización. La

aglomeración es necesaria para conseguir buenas recuperaciones y también para obtener

una carga permeable, que permite la salida de los gases de la zona de reacción.

Las briquetas se producen prensando o conformando una mezcla de mineral con un

aglomerante hasta obtener la forma y el tamaño deseados. Las briquetas se utilizan en el

horno una vez se endurece el aglomerante agregado, aunque sin tratamiento térmico.

Ferroaleaciones Ferrocromo

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Este método puede utilizarse para materiales con un tamaño de gran relativamente

grande, de hasta 5 mm.

Los pelets verdes se producen amasando mineral de grano fino húmedo con adición de

aglomerante y menudo de coque de grano fino hasta darles forma de bolas en un tambor

rotatorio o en un disco. Estos pelets son luego sinterizados en un horno de correa de

acero o de cuba hasta formar pelets duros y porosos con propiedades físicas y químicas

constantes. El menudo de coque de los pelets se utiliza como combustible para la

sinterización con adición de gas de horno. La sinterización es apropiada para un tamaño

de partícula del orden de 0,1 - 3 mm. Se agrega menudo de coque a la mezcla, aunque

sin aglomerante. Para todos los procesos de aglomeración, el polvo recogido de las

materias primas de estos procesos puede ser reciclado.

CALIDAD DE LA MATERIA PRIMA

La cromita debe ser utilizada como mineral o concentrados grumosos de fino, que deben

ser generalmente aglomerados para hacerles carga utilizable para el horno. Los diferentes

tipos de carbono se utilizan para reducir los óxidos de metal en el horno. El más

importante de ellos es el coque metalúrgico. Un estricto control de calidad de las materias

primas garantiza el máximo rendimiento y calidad uniforme en el proceso de fundición.

ESCORIA PRODUCIDA

Los productos fundidos obtenidos a partir de los hornos de fundición son de aleación de

ferrocromo y la escoria. La producción de escoria es 1.1-1.6 t / t de FeCr en función de las

materias primas. Usando el control del proceso moderno y responsable con una buena

calidad en materiales, una composición óptima de la escoria se puede alcanzar. Los

factores importantes son la temperatura y la composición dela escoria, la viscosidad y la

conductividad eléctrica. Los principales componentes de la escoria son SiO2, MgO y

Al2O3.La escoria también incluye Cr y Fe-óxidos y óxido de calcio. La química de la

escoria es de vital importancia para obtener una aleación de calidad.

Ferroaleaciones Ferrocromo

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PRODUCCIÓN DEL FERROCROMO

La producción de ferrocromo es esencialmente una operación de reducción carbotérmica

teniendo lugar a altas temperaturas. El mineral se reduce por el carbón y el coque para

formar una aleación de hierro-cromo llamado ferrocromo. El calor de esta reacción viene

del arco eléctrico formado entre las puntas de los electrodos en la parte inferior del horno

y la solera del horno. Este arco crea temperaturas de alrededor de 2 800 °C. En el

proceso de fundición, más de 3 500 kilovatios-hora de electricidad que se consumen por

cada tonelada de ferrocromo producido.

Al tocar se lleva a cabo de forma intermitente. Cuando suficiente fundido ferrocromo se ha

acumulado en la solera del horno, el orificio de colada perforado está abierto y una

corriente de metal fundido y la escoria se precipita en un canal de enfriamiento o cuchara.

El ferrocromo se solidifica en piezas de grandes dimensiones, mientras que la escoria se

separa y almacenado para su posterior procesamiento. El producto se tritura y se tamiza a

las especificaciones exactas del cliente. Alternativamente, el ferrocromo se granula en

una corriente que fluye de agua.

1. Ferrocromo de alto carbono

El ferrocromo alto en carbono (FeCr AC) se produce casi exclusivamente mediante

reducción carbotérmica directa de mineral de cromita en hornos de arco eléctrico

sumergido trifásicos con operación en continuo. La carga de fundición puede

precalentarse en un horno de cuba o en un horno de secado rotatorio utilizando el gas de

CO del proceso de fundición. También es posible una reducción previa en un horno de

secado rotatorio. En ambos casos, el consumo específico de energía eléctrica se verá

reducido. Se utilizan hornos de arco eléctrico sumergido cerrados, semicerrados o

abiertos, con funcionamiento a corriente alterna trifásica, así como hornos de plasma de

corriente continua. El horno de arco eléctrico de corriente continua incluye un solo

electrodo hueco de grafito.

Los hornos de arco eléctrico sumergido utilizan electrodos de Soderberg en los que el

electrodo puede estar formado por pasta caliente, briquetas, bloques o cilindros de pasta.

Ferroaleaciones Ferrocromo

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La pasta de electrodo se carga en por la parte superior del electrodo según su consumo.

El material se somete a una temperatura creciente a medida que baja por la columna del

electrodo. Se funde a unos 80 ºC y se cuece a 500 ºC. Para controlar el proceso de

fundición, el funcionamiento del horno puede basarse en un control de resistencia o de

intensidad de corriente, subiendo y bajando los electrodos cuando es necesario para

mantener la resistencia o la intensidad constante. Esto comporta ciertos requisitos de

hermeticidad del electrodo, para evitar la entrada de aire en el horno. Como alternativa se

utiliza comúnmente otra práctica en la que el electrodo se mueve sólo durante el

deslizamiento y el resto del tiempo se mantiene fijo.

Durante el proceso de fundición, los óxidos metálicos son reducidos por el coque, dando

carburos metálicos como producto final. La reducción produce grandes cantidades de CO

gas de la zona de reacción bajo las puntas de los electrodos. En un horno abierto, el CO

gas se quema en la superficie del horno. Utilizando un horno cerrado y hermético, el

volumen de gas de escape puede reducirse en un factor de 50 - 75, y en un factor de 10 -

20 en un horno semicerrado. Los costes de inversión en sistemas de limpieza de los

gases de escape de los hornos cerrados son mucho menores que para hornos abiertos.

El CO gas limpio puede usarse como combustible para precalentamiento de las materias

primas, secado de coque y procesos similares, en sustitución del fuel oíl u otros

combustibles fósiles. En los hornos semicerrados puede recuperarse energía en forma de

vapor o agua caliente.

El ferrocromo y la escoria se sangran a intervalos regulares desde tomas de sangrado

situadas cerca del fondo del horno. La escoria y el metal se sangran a través del mismo

orificio de sangrado utilizando sangrado en cascada en el mismo recipiente de metal. La

escoria de baja densidad flota en la superficie y eventualmente rebosa por el surtidor de la

cuchara al crisol de escoria, o a través de una artesa secundaria a un pozo de escoria,

estanque de granulación u otro recipiente para escoria. Menos frecuentemente, el metal

se sangra directamente a la zona de moldeo. Tras eliminar por derivación la escoria

superficial, el metal fundido se moldea. El moldeo en lecho y el moldeo por capas son los

métodos más frecuentemente utilizados para el moldeo se ferrocromo, debido a su

simplicidad y bajos costes. Una vez enfriados, las piezas moldeadas se trituran y criban

en la línea de manipulación de productos, para producir la partida comercial especificada

Ferroaleaciones Ferrocromo

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por el cliente. Si es posible, el ferrocromo fundido puede también transferirse directamente

a una planta adyacente de fabricación de acero inoxidable.

La escoria puede granularse con un chorro de agua a alta presión o moldearse

exteriormente en capas, enfriarse, triturarse y cribarse. La escoria que contiene metal se

tritura asimismo y se recupera el contenido de metal mediante separación de escoria y

metal. El metal en trozos recuperado, libre de escoria, puede venderse, mientras que el

metal contaminado con escoria y los finos se reciclan por lo general al proceso de

fundición. Tanto la escoria granulada como los trozos se reutilizan como material para

construcción de edificios y carreteras.

Debido a gran disponibilidad de finos de cromita, se ha desarrollado la tecnología de arco

de CC (corriente continua) para la fundición de finos de cromita sin aglomeración previa.

Producción de ferrocromo de alto carbono en un horno cerrado

Ferroaleaciones Ferrocromo

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El principio es un proceso de baño abierto con arco transferido en el que el horno está

equipado con un solo electrodo hueco de grafito para la carga de finos de mineral de

cromita, finos de reductor y fundentes. El mineral de cromo puede precalentarse de forma

efectiva, por ejemplo en un sistema de lecho fluidizado. El uso de la energía de los gases

de escape puede reducir el consumo de energía eléctrica por unidad producida.

2. Ferrocromo de medio carbono

El ferrocromo medio en carbono (FeCr MC) puede producirse por reacción silicotérmica

de mineral y concentrados de cromita o mediante la descarburización de FeCr AC en un

convertidor con inyección de oxígeno. El oxígeno puede introducirse en el metal fundido

desde la parte superior, utilizando lanzas refrigeradas por agua, o mediante inyección

desde el fondo del convertidor. El proceso de inyección desde el fondo tiene la ventaja de

que puede conseguirse un alto índice de descarburización, junto con una alta

recuperación de cromo. La elevada temperatura del baño en un convertidor de inyección

inferior afecta al alto índice de descarburización y de recuperación de cromo.

La vía silicotérmica es más económica y por consiguiente tiene mayor importancia hoy

para la producción de FeCr MC. El motivo puede ser la reducida cantidad de FeCr MC

que se requiere en comparación con la elevada demanda de FeCr AC, junto con el hecho

de con el mismo proceso que también puede producirse ferrocromo bajo en carbono.

3. Ferrocromo de bajo carbono

Para obtener el bajo contenido en carbono requerido en el ferrocromo bajo en carbono

(FeCr BC), no es posible utilizar un proceso carbotérmico. Los procesos más

comúnmente utilizados son por consiguiente las reducciones metalotérmicas conocidas

como procesos Duplex, Perrin o Simplex.

En el momento actual, el único procedimiento utilizado en la Comunidad Europea para

producir FrCr BC es el proceso Duplex. En este proceso se produce FrCr BC mediante la

reducción silicotérmica de una escoria de cal/cromita. El proceso de fundición de escoria

Ferroaleaciones Ferrocromo

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se produce en un horno de arco eléctrico a corriente continua basculante con electrodos

de Soderberg.

El horno trabaja a unos 1750 ºC. El líquido fundido se sangra a intervalos regulares a una

primera cuchara de reacción. Cuando se agrega a la cuchara SiCr, mineral y cal, la

mezcla de reacción se convierte en FeCr BC y una escoria intermedia. Durante este

proceso, la cuchara está cubierta por una campana de humos. Agregando Si, FeSi, arena

y ácido bórico a la mezcla se produce la escoria final y un metal. El metal se recicla a la

primera cuchara. Un filtro de tejido limpia el gas de escape del horno y de las dos

cucharas de reacción. El polvo de las bolsas de los filtros se recicla al horno de fundición.

El proceso Perrin es similar pero utiliza dos hornos de arco.

También puede producirse FeCr BC mediante el denominado proceso Simplex. En el

proceso Simplex se tritura FeCr AC en un molino de bolas con el fin de obtener

ferroaleación en polvo. Tras briquetear el polvo de FeCr AC con Cr2O3, Fe2O3, la mezcla

puede descarburizarse mediante revenido a unos 1350 ºC en un horno de vacío.

4. Producción del silico-cromo

El silico-cromo se utiliza asimismo como elemento de aleación en la industria del acero.

Puede producirse en el mismo tipo de hornos de arco eléctrico sumergido trifásicos

utilizados para la producción de FeCr AC. La reducción de SiO2 a Si se combina con la

producción de grandes cantidades de CO gas. La elevada producción de CO hace que

sea importante utilizar una carga porosa (ej. coque gas) y un horno semicerrado o cerrado

con un sistema apropiado de recuperación de energía.

BALANCE MATERIAL DE LA FUSIÓN

Conociendo la composición química de los distintos materiales de la carga, podemos

establecer el balance material para la fusión en un horno de arco eléctrico de 225 kW.

Los componentes inícialesmás importantes son: cromita, coque como agente reductor,

arena sílice como fundente y oxigeno. Los productos obtenidos son: ferrocromo, escoria y

Ferroaleaciones Ferrocromo

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productos volátiles formados durante la reducción principalmente entre el reductor y el

oxigeno de la cromita.

En el balance de carga consideramos que los óxidos de cromo contenidos en el mineral

se reducen al 90–95 %, en dependencia del contenido de óxido de hierro que, al reducirse

primero y a temperaturas más bajas, facilitan la reducción de los óxidos de cromo, y

reduciéndose ellos hasta el 98 % aproximadamente.

De esta forma, estequiométricamente es posible la determinación de la cantidad de

cromo, hierro, carbono y silicio que pasa a la aleación según las reacciones siguientes:

(1)

(2)

(3)

(4)

De la práctica siderúrgica se considera que las reacciones 1 y 2 tienen un rendimiento

promedio de 90 a 95% respectivamente. La reacción 3 representa la parte de la sílice que

puede ser reducida por el carbono y la 4 representa el carbono que reacciona con el

oxigeno atmosférico. El cálculo de la cantidad de carbono se efectúa, considerando un 25

% por encima del estequiométrico y el contenido de sílice se determina, teniendo en

cuenta que debe constituir el 30 % del sistema Al203-MgO-Si02.

PRODUCCION, CARACTERIZACION Y USO DE LA ESCORIA DE FERROCROMO

Los productos fundidos obtenidos a partir de los hornos de fundición son de aleación de

ferrocromo y la escoria. Los principales componentes de la escoria son SiO2, MgO y

Al2O3. La escoria también incluye Cr, óxidos de hierro y óxido de calcio. Fases habituales

en la escoria son el vidrio, espinelas y forsterita.

Ferroaleaciones Ferrocromo

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1. Producción de productos de escoria ferrocromo.

Las materias primas utilizadas en la producción de ferrocromo son mejoradas grumosas

de mineral y bien concentrado desde la mina. El concentrado fino se muele primero y

convertido en pellas en la planta de sinterización. Los gránulos son luego sinterizados en

el horno de sinterización a una temperatura de 1400 ° C. La carga de los hornos de

fundición consiste en pellas, mejora de la mena grumosa, reduciendo el coque

metalúrgico y de fundente cuarcita. Antes de la fusión del material se precalienta hasta

500-800 ° C por la combustión de gas de monóxido de carbono en un precalentador de

eje.

Óxidos de cromo y de hierro son reducidos a metal en los hornos de arco eléctrico

sumergido mediante el uso de coque metalúrgico. Simultáneamente parte de la sílice

también se reduce. El metal producido se clasifica como "carga de cromo" de calidad, que

incluye 53% de Cr, 7% C y 4-5% Si.

Los otros productos en el proceso de fundición son CO-gas y FeCr escoria. El gas CO-

resultado de las reacciones de reducción. Se genera a 700 Nm3 / t de FeCr e incluye 85-

Molienda

Filtración

Mezcla

Peletización

Sinterización

Limpieza de

los gases

Precalentamiento

Fundición

Depuración

Figura 1: Proceso de FeCr

Ferroaleaciones Ferrocromo

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Figura 2: Las reacciones típicas de reducción en el horno de ferrocromo

90% de CO y 5% de H2. En altas temperaturas, los materiales de carga empiezan a oler.

Los materiales no se disuelven en fases metálicas ferrosas forman fases principalmente

de silicato, que se generan para formar escoria ferrocromo. Los productos obtenidos de

los hornos de fundición de aleación de ferrocromo y la escoria, se aprovechan en

cucharas a intervalos de 2,5 horas. La producción de escoria de ferrocromo es de 1,2 t / t

de FeCr. Es principalmente granulada y el resto es refrigerado por aire. Hay un manejo

especial y el proceso de recuperación metálico para la escoria refrigerada por aire, donde

se hace en productos acabados. Además de los productos recuperados ferrocromo,

escorias clasificadas también se pueden tener.

1.1 Escoria de ferrocromo.

La temperatura de la escoria en el aprovechamiento es de 1700 ° C y la del ferrocromo

1600 ° C. El punto de fusión de la escoria tiene que ser superior al punto de fundición de

metales, ya que el metal se calienta hasta mediante el uso de fase líquida escoria. El

punto de fusión óptima prácticamente se ha observado entre 1680-1720 º C. La

composición de la escoria ferrocromo en el diagrama de fases se muestra en la Figura 3.

La proporción de cuarcita en la mezcla de carga controla la composición de la escoria

derecha. La composición de la escoria se prueba todos los días por muestreo y análisis.

Ferroaleaciones Ferrocromo

15

La composición típica de la escoria de ferrocromo es el 30% de SiO2, Al2O3 26%, 23% de

MgO y el 2% de CaO. El contenido de cromo en la escoria es de aproximadamente 8% y

el contenido de hierro 4%, respectivamente. La escoria del ferrocromo es ácido. Su

basicidad es 0,8 cuando se calcula por la fórmula 1:

Las densidades de metal y escoria líquida son significativamente diferentes, por lo que la

escoria se separa del metal. La densidad de la escoria ferrocromo es entre 2,5-2,8 g/cm3

y la de ferrocromo 6,8 g/cm3. La viscosidad de la escoria es una función de la presión y

temperatura. La viscosidad también tiene un significado esencial en la separación de la

escoria y metal. La viscosidad de la escoria ferrocromo aumentará cuando el contenido de

SiO2 y Al2O3 se eleva en el caso de que cadenas de aluminio de silicio también crecen.

Un ejemplo de los valores de escoria bajos cerca de la escoria proceso ferrocromo como

una función de la temperatura se presenta en la Figura 4.

La composición química total de la escoria define el orden de cristalización durante el

proceso de enfriamiento. La velocidad de enfriamiento tiene influencia en el grado de

cristalización. Es de vital importancia para el funcionamiento del horno de fundición que

los materiales de carga y los productos tienen valores óptimos de resistencia.

Figura 3: Diagrama de fase de MgO-Al2O3-SiO2

Ferroaleaciones Ferrocromo

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1.2 Productos de la escoria ferrocromo.

Los productos de escoria ferrocromo son la escoria granulada, así como productos de

escoria clasificados hechos por trituración y cribado. La parte principal de la escoria es

granulada. Los productos de escoria triturados y tamizados se producen a partir de la

escoria refrigerada por aire grumosa que es recogida de varias fases de proceso, por

ejemplo de cucharones y lavadores.

La escoria directamente es granulada durante la colada donde el ferrocromo es vertido en

cucharas. El rebose de los cucharones fluye a lo largo de la escoria lavar al estanque de

granulación, donde el agua de alta presión rompe la escoria en pequeñas fracciones y de

manera eficiente esto se enfría. La escoria granulada es un producto muy homogéneo. El

tamaño de grano es <6 mm. Un gránulo es apretado y cristalino en parte. Típicamente la

escoria granulada incluye tres fases diferentes, que son fase amorfa de cristal, cristalino y

zonas de Fe-Mg-Cr-Al-espinelas y gotas de metal. El proceso de granulación se muestra

en la Figura 5.

Figura 5: El proceso de granulación de escoria

Agua de depuradores de hornos de fundición

Espesante

Decantador centrifugo

Filtro de

arena Tanque de

agua de granulación

Para circulación > 90%

Vapores

Granulación

Estanques de sedimentación Efluente

Escoria 1650-1700°C 1,2 t/(t FeCr

Ferroaleaciones Ferrocromo

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La separación de la escoria de ferroaleaciones grumoso sucede en un proceso especial,

que se basa en una gravedad y separación magnética. La primera etapa de

procesamiento de escoria es trituración y tamizado del material de alimentación a las

fracciones de 0-4 y 4-22 mm. Las fracciones más gruesas son manejadas por una fuerte

separación de los medios de comunicación – elmétodo DWP-. Un separador magnético y

el lavado espiral se utilizan para material de grano fino.

La aleación recuperada de 0-4 y 4-22 mm son productos vendibles. Los productos de

escoria del proceso son agregados de 0-4, 4-11 y 11-22 mm. La porción de cristalización

de escoria grumosa es mayor debido a la más lenta que la de refrigeración por aire de la

escoria granulada. La estructura de la escoria es parcialmente cristalina y en parte

vidriosa. Fases significativas son de vidrio amorfo, Fe-Mg-Cr-Al-espinelas, forsterita, Mg-

Al-silicato y aleación de metal.

1.3 Uso de productos de escoria ferrocromo

Los productos de escoria ferrocromo son químicamente muy estables. Se utilizan en

ingeniería civil y construcción de carreteras y también, en cierta medida, en la producción

de materiales refractarios. La escoria granulada también se utiliza como material de

drenaje del subsuelo. Los principales requisitos para el marcado son el tamaño de los

agregados y la distribución del tamaño, la resistencia a la fragmentación, la durabilidad

frente a los neumáticos con clavos y la durabilidad contra la congelación / descongelación.

Los requisitos de propiedad se comprueban por muestreo y análisis. Los productos de

escoria ferrocromo son excelentes materiales para la construcción de carreteras, porque

la extracción de la tierra es menor y la necesidad de nuevos materiales para carretera es

30-50% más pequeño en comparación con la arena natural y macadán por ejemplo. El

agua penetra fácilmente las capas de escoria. Una categoría de la dureza de la roca

natural define la durabilidad y la dureza de la escoria.

La escoria ferrocromo es dura y estable y está bien adaptado para estructuras exigentes.

Los productos de escoria se utilizan para la construcción de carreteras en el filtrado y el

apoyo a las capas y también como árido en la pista. Debido a una menor necesidad de

Ferroaleaciones Ferrocromo

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material y así menos transporte durante la construcción los productos de escoria

ferrocromo aceleran la construcción que hace los productos de escoria económicos.

CALIFICACIONES AMBIENTALES DE LOS PRODUCTOS DE FERROCROMO DE

ESCORIA.

El tamaño de grano de los productos de escoria ferrocromo es grueso y en comparación

con otros materiales de construcción civil correspondientes quitar el polvo es bajo. La tasa

de polvo es muy baja a la que se exige para un buen servicio como material de

aislamiento. De acuerdo con la norma EN 13285 proporción de material fino de la escoria

en la categoría más difícil tiene que ser por debajo del 3%. En los productos de escoria

ferrocromo este valor medido es inferior al 0,5%.

Los materiales que se utilizan para fines de ingeniería civil tienen que cumplir en general

los mismos requisitos que se dan para residuos normales en un vertedero.

Hay poca variación en la composición de la escoria ferrocromo y es bien sabido, porque

FeCr y la escoria se analizan de forma continua a diario en el proceso de ferrocromo. La

carga de fundición es controlada tanto por el metal y los análisis de escoria. Los metales

en los productos de escoria son escasamente solubles. De acuerdo con la evaluación de

riesgos llevada a cabo, las concentraciones de los componentes solubles en ácido son tan

bajos que un contacto directo o la dilución involuntaria no produce ningún riesgo para la

salud de los metales. Estructuras realizadas a partir de los productos de escoria no son

peligrosos para los animales, incluso si beben agua filtrada de las estructuras. Metales

solubles no contaminan las aguas subterráneas. Amplias y prolongadas investigaciones

médicas han demostrado que la duración a largo plazo de trabajo dentro de los productos

de ferrocromo no causa ningún riesgo para la salud.

Las pruebas de lixiviación estándar indican que en la lixiviación sólo hay muy bajo

contenido de cromo de la escoria de ferrocromo. El MgO y Al2O3 contenidos en la escoria

ferrocromo son altos. El óxido de cromo se une en las fases espinela. La eficiencia de

unión de cromo se puede estimar por medio de un "factor de SP", que es

Ferroaleaciones Ferrocromo

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aproximadamente 30 por escoria ferrocromo. Si el "factor de SP" es mayor que 5, la

solubilidad de cromo se reduce a un nivel muy bajo.

En un trabajo de gran proyecto iniciado por la Comisión Europea, las mejores

descripciones de las tecnologías disponibles estaban preparadas para diferentes sectores

industriales. De acuerdo con la minimización de los resultados de los desechos, el

reciclaje de los subproductos, el uso de escoria granulada triturada y por carretera y la

construcción civil y también el uso de escorias en la producción de materiales refractarios

se describen como BAT-tecnología.

La mineralogía de material sólido es importante cuando las propiedades y los aspectos

ambientales de los materiales se valoran. La mineralogía y la microestructura de los

productos de escoria ferrocromo son una razón de porque la lixiviación del cromo es

notablemente inferior a partir de los productos de escoria de lo que cabría esperar en

comparación con el contenido de cromo de la escoria.

Los productos de escoria ferrocromo se han utilizado en Finlandia desde los primeros

años setenta para muchos propósitos diferentes. No hay inconvenientes ambientales a

causa del uso. Los productos a base de escoria de ferrocromo se clasifican como

productos en lugar de los desechos de acuerdo a los procedimientos judiciales. Están

hechas como parte integral del proceso de producción de ferrocromo sin ningún abandono

material.

APLICACIONES DEL CROMO Y FERROCROMO

Además de su uso como elemento de aleación en la industria del acero, el cromo metal se

utiliza también ampliamente en otros sectores industriales. En la industria química, por

ejemplo, el cromo se requiere en grandes cantidades para fabricar pigmentos que se

utilizan en la producción de pinturas y tintas. Otra cantidad considerable de cromo se

consume como capa protectora en galvanoplastia, ya que el cromo es resistente a la

corrosión de una serie de materiales corrosivos a temperatura ambiente.

Ferroaleaciones Ferrocromo

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El ferrocromo como principal aportador de cromo en aceros inoxidables, ocasiona

incremento en la dureza y resistencia a la corrosión, oxidación y al desgaste de los

productos finales. También puede emplearse en otros tipos de aceros, fundiciones y

aleaciones no ferrosas, a los que comunica mejores propiedades mecánicas y eléctricas

especiales.

No hay sustitutivos para la cromita en la producción de ferrocromo, cromo químico y

refractario de cromita. La chatarra de acero inoxidable puede sustituir al ferrocromo en

usos metalúrgicos. Tampoco hay sustitutos del cromo en la fabricación de aceros

inoxidables y superaleaciones.

El ferrocromo de bajo carbono se emplea en la fabricación de aceros estructurales de alta

resistencia, que resistan al calor y al acido con un elevado contenido de cromo. Se utiliza

también para ajustar el contenido de cromo de los aceros inoxidables y debe emplearse

siempre para el acero cuando en determinadas instalaciones no sea posible la eliminación

del carbono durante la fabricación del acero mientras que el ferrocromo de alto carbono

se emplea en aceros que necesiten soportar mayores cargas.

PRODUCTORES EN VENEZUELA Y EL MUNDO

En Venezuela no se produce ferrocromo, unas de las causas de ello es la carente

presencia de cromita. En nuestro país existe un deposito en Paraguaná, con una longitud

observada de 46 m y en el Estado Aragua estudios realizados en Loma de Hierro,

Estados Aragua y Miranda, con miras a evaluar los depósitos lateríticos

de Níquel asociados con las rocas básicas de la zona, indicaron la presencia de niveles

mineralizados con cromita diseminada, constituyendo depósitos marginales de bajo tenor.

En el mundo las principales reservas de cromita se encuentran en Sudáfrica y es por ello

que son los principales fabricantes de esta ferroaleación.

Ferroaleaciones Ferrocromo

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CONSIDERACIONES ECONÓMICAS

La creciente demanda de ferrocromo, que a su vez se utiliza en la fabricación de acero

inoxidable, ha conducido a una grave escasez de cromita. Tal condición de suministro

está impulsando al alza los precios de mineral de cromo. Producción de ferrocromo para

aplicaciones metalúrgicas utiliza más de un 90% de la producción de cromita mundos de

alrededor de 19 toneladas M / A. No metalúrgicos aplicaciones de consumo sólo una

fracción de la producción de cromita, con la contabilidad industria refractaria sólo

alrededor del 1% y 3% cada uno para las industrias de fundición y químicos. La menor

disponibilidad de cromita se está convirtiendo en algo alarmante, sobre todo cuando las

solicitudes indican mayor demanda para el material. La escasez de la oferta se atribuye

principalmente al auge de la industria del acero inoxidable, que consume más del 90% del

suministro mundial de ferrocromo. Los precios también se han disparado, con los

consumidores de cromita no metalúrgicos, obligados a igualar los precios de metal para

asegurar el suministro. Los precios subieron más recientemente, debido a la evolución,

entre ellos una nueva tarifa impuesta por la India sobre las exportaciones de cromita, y las

especulaciones de que Sudáfrica está considerando una nueva legislación que prohibirá

la exportación de cromita. Sudáfrica representa alrededor del 50% de la producción

mundial de cromita, seguido por la India y Kazajstán, con alrededor del 20% y 15%,

respectivamente. La demanda de cromita y ferrocromo se espera que se mantenga fuerte

debido principalmente al continuo crecimiento de la industria del acero inoxidable de

China.

Ferroaleaciones Ferrocromo

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CONCLUSIÓN.

La producción de ferrocromo es esencialmente una operación de reducción carbotérmica

teniendo lugar a altas temperaturas. El mineral se reduce por el carbón y el coque para

formar una aleación de hierro-cromo llamado ferrocromo, el cual es el principal elemento

de aleación en la producción de acero inoxidable.

En Venezuela no se produce ferrocromo, unas de las causas de ello es la carente

presencia de cromita, aunque en nuestro país existe un deposito en Paraguaná, Miranda

y Anzoátegui estos son marginados debido a su bajo tenor por eso es necesario decir que

este elemento es netamente con calidad de importación. Sin embargo el cromo y

ferrocromo son de suma importancia a nivel mundial y nacional debido a los diversos usos

que poseen por ello es objeto de estudio en esta investigación. Una de sus aplicaciones

es la formación de aleaciones, en particular aceros al cromo.

El cromo disminuye las propiedades magnéticas, lo cual tiene importancia para la

industria de la relojería. El cobre, el latón, el bronce y la plata alemana, mejoran por la

adición de cromo de manera tal, que su resistencia a la rotura casi iguala a la del acero.

Las aleaciones de cromo son, además poco sensibles a las temperaturas elevadas y a las

acciones químicas. También aumenta la sonoridad (ej. En las trompetas y campanas,

etc.,). Los revestimientos de cromo obtenidos galvánicamente protegen bien contra la

oxidación.

Ferroaleaciones Ferrocromo

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BIBLIOGRAFIA

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mineral del yacimiento “sorpresa” de pinares de mayarí”.

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