Chrom kov je nejvíce uznávaný pro jeho použití v pochromování (který je často odkazoval se jednoduše jako "chrom"), ale jeho největší použití je jako přísada do nerezavějících ocelí . Obě aplikace využívají tvrdost chromu, odolnost proti korozi a schopnost leštění pro lesklý vzhled.
Vlastnosti
- Atomový symbol: Cr
- Atomové číslo: 24
- Atomová hmotnost: 51,996 g / mol 1
- Prvek Kategorie: Přechodový kov
- Hustota: 7,19 g / cm3 při 20 ° C
- Bod tání: 190 ° C (3465 ° F)
- Bod varu: 4840 ° F (2671 ° C)
- Tvrdost Moh: 5.5
Charakteristiky
Chrom je tvrdý, šedý kov, který je oceňován svou neuvěřitelnou odolností proti korozi. Čistý chrom je magnetický a křehký, ale když může být legovaná tvárná a leštěná do jasného, stříbřitého povrchu.
Chrom se odvozuje od khrōma, což je řecké slovo, které znamená barvu, díky své schopnosti produkovat živé barevné sloučeniny, jako je oxid chromu.
Dějiny
V roce 1797 produkoval francouzský chemik Nicolas-Louis Vauguelin první čistý chromový kov zpracováním krocoitu (minerálu obsahujícího chrom) uhličitanem draselným a následným snížením výsledné chromové kyseliny uhlíkem v grafitovém kelímku.
Zatímco sloučeniny chrómu byly používány v barvách a nátěrech po tisíce let, až po Vauguelinově objevu se začalo rozvíjet použití chrómu v kovových aplikacích.
Na konci konce 19. a počátku 20. století metalurgové v Evropě aktivně experimentovali s kovovými slitinami a snažili se vyrábět silnější a trvanlivější oceli .
V roce 1912, když pracoval ve společnosti Firth Brown Laboratories ve Velké Británii, metalurgář Harry Brearley byl pověřen nalezením pružnějšího kovu pro zbraně.
Přidával chróm, o němž bylo známo, že má vysokou teplotu tání, na tradiční uhlíkovou ocel a vyrábí první nerezovou ocel. Přibližně ve stejnou dobu však ostatní, včetně Elwood Haynesové v USA a inženýři z Krupp v Německu, vyvíjeli také ocelové slitiny obsahující chróm. Při vývoji elektrické obloukové pece následovala krátce po rozsáhlé výrobě nerezové oceli.
Během stejného období se provádělo také výzkum elektrolytických kovů, které umožňovaly levnějším kovům, jako je železo a nikl , odolat vůči oděru, korozi a také estetickým vlastnostem. První charakteristiky pocházejí z automobilů a špičkových hodin v pozdních dvacátých letech 20. století.
Výroba
Průmyslové produkty chrómu zahrnují chróm kov, ferochrom, chromové chemikálie a slévárenské písky. V posledních letech dochází k tendenci k větší vertikální integraci při výrobě chromových materiálů. To znamená, že více společností se podílí na těžbě chromitové rudy a zpracovává je také na chromový kov, ferochrom a nakonec na nerezovou ocel.
V roce 2010 byla celosvětová výroba chromitové rudy (FeCr 2 O 4 ), primárního minerálu extrahovaného pro výrobu chrómu, 25 milionů tun.
Výroba ferochromu činila přibližně 7 milionů tun, zatímco výroba kovového chromu byla přibližně 40 000 tun. Ferrochromium se vyrábí výhradně za použití elektrických obloukových pecí, zatímco chromový kov se může vyrábět elektrolyticky, silico-termickými a aluminothermickými metodami.
Při výrobě ferochromu způsobuje teplo vytvořené elektrickými obloukovými pecemi, které dosahují teploty 2 800 ° C, uhlí a koks snížit chrómovou rudu karbotermickou reakcí. Jakmile je v peci ohříváno dostatečné množství materiálu, roztavený kov se před rozdrcením vysuší a ztuhne ve velkých odlitcích.
Aluminothermická výroba vysoce čistého chromového kovu představuje více než 95% chromového kovu, který se dnes vyrábí. Prvním krokem v tomto procesu je, aby se chromitová ruda pečila na soda a vápno ve vzduchu při 2000 ° F (1000 ° C), čímž vzniká kalcina obsahující chroman sodný.
Může být vyloučen z odpadního materiálu a potom redukován a vysrážen jako oxid chromitý (Cr 2 O 3 ).
Oxid chromitý se potom smísí s práškovým hliníkem a vloží se do velkého hliněného kelímku. Peroxid vápenatý a hořčíkový prášek se pak rozloží na směs a kelímek je obklopen pískem (který působí jako izolace).
Směs se zapálí, což vede k tomu, že kyslík pocházející z oxidu chromitého reaguje s hliníkem za vzniku oxidu hlinitého a tím uvolňuje roztavený kovový chrom, který má čistotu 97 až 99%.
Podle statistik amerického geologického průzkumu největší producenti chromitové rudy v roce 2009 byli Jihoafrická republika (33%), Indie (20%) a Kazachstán (17%). Největšími společnostmi vyrábějícími ferochrom jsou Xstrata , Eurasian Natural Resources Corp. (Kazachstán), Samancor (Jižní Afrika) a Hernic Ferrochrome (Jižní Afrika).
Aplikace
Podle Mezinárodní asociace pro rozvoj chromu z celkové chromitové rudy těžené v roce 2009 spotřeboval hutnický průmysl 95,2%, žáruvzdorný a slévárenský průmysl 3,2% a výrobce chemikálií 1,6%. Hlavní použití chromu je v nerezových ocelích, legovaných ocelích a neželezných slitinách.
Nerezové oceli se týkají řady ocelí, které obsahují 10 až 30% hmotnostních chromu (hmotnostní) a nekorodují ani korodují stejně snadno jako běžné oceli. Mezi 150 a 200 různými kompozicemi z nerezavějící oceli existuje, ačkoli pouze 10% z nich je v běžném použití.
Zdroje:
Sully, Arthur Henry a Eric A. Brandes. Chrom . Londýn: Butterworths, 1954.
Street, Arthura. & Alexander, WO 1944. Kovy v službě člověka . 11. vydání (1998).
Mezinárodní asociace pro rozvoj chrómu (ICDA).
Zdroj: www.icdacr.com
Chromium Superalloy Obchodní jména
| Jméno výrobku | Obsah chromu (% hmotnostních) |
|---|---|
| Hastelloy-X® | 22 |
| WI-52® | 21 |
| Waspaloy® | 20 |
| Nimonic® | 20 |
| IN-718® | 19 |
| Nerezové oceli | 17-25 |
| Inconel® | 14-24 |
| Udimet-700® | 15 |