Abstract
Металлотермическое получение хром-никелевых ферросплавов является перспективным направлением в современной металлургии, обеспечивающим высокую энергетическую эффективность и экономичность процесса. Данный метод основан на восстановлении оксидов хрома и никеля с использованием активных восстановителей, таких как алюминий или кремний, в результате чего выделяется значительное количество тепла, что позволяет проводить реакции без дополнительного электропитания. В работе рассматриваются возможности применения металлотермии для производства хром-никелевых ферросплавов с заданными химическими и физико-химическими характеристиками. Термодинамический анализ процессов восстановления оксидов хрома и никеля демонстрирует высокую эффективность их получения металлотермическим способом с использованием алюминия и кремния. Расчёты изобарно-изотермического потенциала ΔG(T) в широком температурном диапазоне показывают отрицательные значения для всех рассмотренных реакций, что подтверждает принципиальную возможность восстановления Cr2O3 и NiO без внешнего источника энергии. Алюминий обладает более высокой восстановительной способностью по сравнению с кремнием благодаря значительной энергии образования оксида Al2O3. Реакции алюминотермии сопровождаются большим тепловыделением, что позволяет достичь температур, достаточных для расплавления металлической фазы и формирования шлакового расплава с низкой вязкостью. Силикотермия характеризуется меньшей термодинамической силой, однако обеспечивает целенаправленное легирование кремнием и возможность адаптации химического состава сплава. Термодинамические расчёты подтверждают устойчивую энергетическую базу металлотермического процесса и демонстрируют возможность гибкого управления составом конечного хром-никелевого ферросплава за счёт выбора восстановителя и шлакообразующей системы. Полученные выводы формируют основу для разработки технологических режимов производства комплексных сплавов из природных никель-содержащих руд, обеспечивая повышение энергоэффективности и качества конечного продукта.