• 한국재료학회지
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• 제27권5호
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• pp.263-269
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• 2017

Fe-Si-Cr ferroalloy is predominantly produced by carbothermic reduction. In this study, silicothermic and carbothermic mixed reduction of chromite ore to produce Fe-Si-Cr alloy is suggested. As reductants, silicon and silicon carbide are evaluated by thermochemical calculations, which prove that silicon carbide can be applied as a raw material. Considering the critical temperature of the change from the carbide to the metallic form of chromium, thereduction experiments were carried out. In these high temperature reactions, silicon and silicon carbide act as effective reductants to produce Fe-Si-Cr ferroalloy. However, at temperatures lower than the critical temperature, silicon carbide shows a slow reaction rate for reducing chromite ore. For the proper implementation of a commercial process that uses silicon carbide reductants, the operation temperature should be kept above the critical temperature. Using equilibrium calculations for chromite ore reduction with silicon and silicon carbide, the compositions of reacted metal and slag were successfully predicted. Therefore, the mass balance of the silicothermic and carbothermic mixed reduction of chromite ore can be proposed based on the calculations and the experimental results.

• 한국재료학회지
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• 제29권10호
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• pp.592-602
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• 2019

Feasibility is investigated for reduction of chromium ore by Si sludge with mixed silicothermic and carbothermic reaction. The reduction behavior of chromium ore using Si sludge is investigated precisely to determine the effects of carbon addition, reaction time, and reaction temperature. The pellets are dropped into the furnace after temperature stabilized. As the amount of C addition increases, the amounts of CO and $CO_2$ gas generation increase. After the dropping of the pellets, the pellets are heated and the reaction starts at about 1,573 K or higher. The pellets maintain their shape until 10 min after the drop, and then melted. As the holding time increased, the size of the reduced metal particles increased. The chromium ore is rapidly reduced by the Si sludge, and the slag penetrated into the chromium ore and reduction progressed inside. As the reduction temperature increased, the reaction initiation time is shortened and the reaction fraction of the reduction reaction increased. As the reaction temperature increased, agglomeration of reduced ferrochrome metal is promoted.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.611-625
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• 2021

국내에서 채광한 백운석(Ca·Mg(CO₃)₂) (20~30 mm)을 활용하여 Mg crown을 제조하였다. 백운석을 사용하여 경소 백운석(CaO·MgO)을 제조하기 위하여, (a) 전기로(950 ℃, 480분)와 (b) 마이크로웨이브 가열로(950 ℃, 60분)를 사용하는 공정을 적용한 결과를 서로 비교하였다. 전기로 공정의 경우에는 CaO 56.9 wt%, MgO 43.1 wt%, 마이크로웨이브 가열로 공정의 경우에는 CaO 55 wt%, MgO 45 wt%가 얻어졌다. 마이크로웨이브 가열로를 사용한 공정에서는 백운석의 탈탄산 반응 시간을 1/8로 단축하여도 경소백운석을 제조할 수 있었다. 수화 시험(hydration reaction, ASTM C110)은 경소백운석의 수화 반응성의 기준이 되는데, 전기로 공정의 경우에는 고 반응성(최고 온도 79.8 ℃/1.5 분)을 나타내었다. 이러한 수화 반응은 CaO의 수화 반응에 의해 일어나는 것을 XRD 분석 결과에서 확인할 수 있었으며, 마이크로 가열로 공정의 경우에는 저 반응성(최고 온도 81.7 ℃/19.5 분)을 나타내었다. 이러한 낮은 수화 반응성은 CaO의 수화 반응이 일어난 후에 MgO의 수화 반응이 일어나서 CaO와 MgO가 모두 수화물 형태로 되는 것을 XRD 분석 결과에서 확인하였다. 전기로와 마이크로웨이브 가열로를 사용하여 1,230 ℃, 60분, 5 × 10^-2 torr의 조건에서 규소열환원 공정으로 제조한 Mg crown은 전기로 공정의 경우에 58.8 g 그리고 마이크로웨이브 가열로 공정의 경우에 74.6 g을 얻을 수 있었다.