Diagram of the equilibrium phase composition of the Fe – Cr – Si – B system

Diagrama de la composición de fase de equilibrio del sistema Fe - Cr - Si - B

Se construyen secciones isotérmicas del diagrama de composición de fases del sistema Fe - Si - Cr - B en el intervalo de temperaturas de 300 - 3 000 K con un paso de 200 K. El diagrama se muestra a una temperatura de 1 900 K, que es la típica del silicocromo a la salida del horno. Se ha creado un modelo matemático del diagrama en forma de sistema de ecuaciones lineales que conectan la composición química del metal con su fase. Se ha desarrollado un programa informático para el cálculo numérico del número de fases formadas. El silicocromo con 0,3 - 0,5 % de boro se sitúa en el campo de cristalización CrSi₂ - Si - SiB₄ - FeSi.

INTRODUCCIÓN

Los minerales de cromo y los productos fabricados a partir de ellos tienen una gran demanda en el mercado mundial. Esto se debe a la posibilidad de obtener con su uso una amplia gama de aceros de alta calidad, hierros fundidos, refractarios, tintes, blanqueadores, revestimientos protectores. El liderazgo indiscutible en cuanto al consumo de minerales de cromo corresponde a la metalurgia. A escala mundial, cerca del 80% del mineral de cromo extraído se utiliza en la metalurgia, el 10% para la producción de refractarios y el 10% restante en la industria química. Una proporción tan elevada del uso del cromo en la metalurgia se explica por las excelentes características de rendimiento de los aceros y aleaciones que contienen cromo. Se obtienen a partir de ferroaleaciones de cromo, entre las que merecen especial atención el silicocromo y el ferrocromo refinado, que se utilizan para fundir aceros inoxidables, resistentes al calor y a la corrosión y otras calidades críticas. El método de producción de silicocromo en dos etapas utilizado en las fábricas presenta una serie de problemas sin resolver. A menudo, se producen perturbaciones en el funcionamiento de los hornos debido a la formación de una escoria viscosa y refractaria, que impide la salida libre del metal por la piquera y provoca la formación de costras en el fondo. Otra desventaja del método de dos etapas es la formación de un gran número de sublimados bajo el techo y la obstrucción de los conductos de gas con ellos, lo que hace necesario parar periódicamente los hornos para eliminar los depósitos. En la producción de grados de ferrocromo refinado se utiliza el silicocromo como agente reductor. Este proceso también presenta una serie de problemas no resueltos, ya que, además de un elevado consumo de materiales de carga y energía, las escorias resultantes se descomponen en un polvo finamente disperso que supone una amenaza para el medio ambiente. Este trabajo está dedicado a la construcción y descripción matemática del diagrama de composición de fases del sistema Fe-Si-Cr-B. Puede utilizarse no sólo para mejorar la tecnología de fundición de ferroaleaciones de cromo.