Bagaimana Ferro-Krom Diproduksi: Proses, Komposisi, dan Penggunaan

Produksi Ferro-Krom

Ferro-krom (Fe-Cr) adalah uma logam yang terdiri dari besi (Fe) dan krom (Cr) yang digunakan terutama dalam produksi stainless steel. Rasio di mana kedua logam (Fe dan Cr) digabungkan dapat bervariasi, dengan proporsi Cr berkisar antara 50 % dan 70 %.

Fe-Cr sering diklasifikasikan berdasarkan rasio Cr terhadap karbon (C) yang terkandung di dalamnya. Mayoritas Fe-Cr yang diproduksi adalah 'charge chrome'. Ini memiliki rasio Cr terhadap C yang lebih rendah dan paling banyak digunakan untuk produksi stainless steel. Ferro-ali Fe-Cr yang diproduksi secara kedua besar adalah 'high carbon Fe-Cr (HC Fe-Cr)' yang memiliki kandungan Cr lebih tinggi dan diproduksi dari biji chromit kelas lebih tinggi. Tingkat Fe-Cr lainnya adalah 'medium carbon Fe-Cr' (MC Fe-Cr) dan 'low carbon Fe-Cr' (LC Fe-Cr). MC Fe-Cr juga dikenal sebagai intermediate carbon Fe-Cr dan dapat mengandung hingga 4 % karbon. LC Fe-Cr biasanya memiliki kandungan Cr minimal 60 % dengan kandungan C berkisar antara 0,03 % hingga 0,15 %. Namun, kandungan C dalam LC Fe-Cr dapat hingga 1 %.

Uma logam ferro-krom (Fe-Cr) esensial untuk produksi stainless steel dan baja khusus yang banyak digunakan dan berkualitas tinggi, biasanya ditandai oleh daya tahan korosi yang tinggi dan tendensi magnetisasi yang rendah. Siklus pemrosesan Fe-Cr melibatkan reduksi kimia dari biji chromit.

Smelting Ferro-Ali HC Fe-Cr

HC Fe-Cr dan charge chrome biasanya diproduksi oleh proses peleburan konvensional menggunakan reduksi karbo-termik dari biji chromit (yang terdiri dari oksida Cr dan Fe) menggunakan tungku submerged arc (SAF) atau tungku elektrik open arc arus sama rata (DC).

Dalam SAF, energi ke tungku terutama disuplai dalam mode pemanasan resistif. Ciri utama mode ini adalah resistivitas listrik dari slag dan suhu cairan slag yang secara ketat dipilih untuk mengoperasikan proses dengan nyaman. Kedua parameter ini juga menimbat beberapa pembatasan pada proses peleburan dalam hal suhu operasi.

SAF yang digunakan untuk peleburan biji chromit ada dua jenis yaitu (i) jenis tertutup, dan (ii) jenis terbuka. Tungku jenis tertutup menawarkan kesempatan untuk mengumpulkan gas buang kaya karbon monoksida (CO) untuk pemrahan pra dan prereduksi parsial dari beban. Pemrahan pra dan prereduksi parsial beban menghasilkan pengurangan yang signifikan dalam konsumsi energi listrik. Namun, operasi tungku tertutup memerlukan lebih banyak perhatian dalam persiapan beban untuk produksi yang lancar.

Tungku arc DC menggunakan satu elektroda grafit berlubang tunggal sebagai katoda, dengan hearth refractory yang menghantarkan listrik sebagai anoda. Tungku beroperasi dengan mandi terbuka, jadi tidak ada masalah dengan beban berlebih, dan butiran biji chromit, bersama dengan batu bara dan fluks, diumpankan langsung ke dalam mandi melalui elektroda berlubang. Tungku memiliki tutup tertutup. Beberapa karakteristik operasi tungku arc DC adalah (i) penggunaan biji halus tanpa aglomerasi, (ii) penggunaan redusan yang lebih murah sehingga ada lebih banyak pilihan redusan, (iii) pemulihan Cr yang lebih tinggi, (iv) perubahan sengaja dalam komposisi muatan tercermin dengan cepat dalam slag atau ferro-ali, dan (v) operasi tutup tertutup memungkinkan energi gas buang tungku digunakan.

Energi ke tungku open arc DC terutama disuplai dalam mode arcing. Energi ini sebagian besar independen dari kimia slag. Oleh karena itu, memberikan lebih banyak kebebasan dalam pemilihan komposisi slag dan suhu proses. Kebebasan ini telah memberikan pada tungku open arc DC kemampuan yang lebih besar untuk mengontrol reduksi silica (SiO2) dengan lebih erat melalui kimia slag. Rentang suhu proses yang cukup luas dapat dicapai dalam open arc DC dibandingkan dengan SAF. Oleh karena itu, dalam tungku open arc DC, slag sub-liquidus dan superheated dapat dihasilkan dalam proses peleburan. Slag superheated meningkat hingga sebagian besar kinetika reaksi kimia dan pemisahan slag-logam sementara slag sub-liquidus memiliki efek menguntungkan pada pelining tungku. Meskipun perubahan pada kimia slag mungkin, ini umumnya terbatas oleh ekonomi proses.

Konversi biji chromit menjadi Fe-Cr didominasi oleh peleburan SAF di mana elektroda tertutup dalam beban materi lump yang terdiri dari biji chromit, redusan karbon, terutama kokos, dan fluks untuk membentuk komposisi slag yang benar. Arus listrik adalah arus bolak-balik 3-fasa (AC) dan tungku memiliki tiga elektroda grafit self-baking yang dapat habis yang berjarak sama dalam wadah silindris yang dilapis refractory dengan lubang tap di bawah. Ciri-ciri SAF untuk peleburan biji chromit meliputi (i) relatif mudah dikontrol asalkan muatan diurutkan dengan baik untuk mempertahankan overburden yang permeabel yang memungkinkan gas yang dihasilkan keluar dengan mudah, (ii) self-regulating dengan input energi menentukan laju konsumsi muatan (overburden), dan (iii) beberapa pemrahan pra dan prereduksi overburden oleh gas panas yang naik. SAF dapat terbuka, setengah-tertutup atau tutup tertutup dengan efesiensi termal yang lebih baik dan kemampuan untuk memanfaatkan energi dalam gas buang dari tungku tutup tertutup.

Peleburan Fe-Cr (Gambar 1) adalah proses yang intensif energi. Energi ditransfer ke proses melalui elektroda karbon self-baking. Elektroda dilapisi secara lateral oleh beban lump yang memiliki resistivitas listrik yang lebih tinggi daripada mandi cair di bawah ujung elektroda. Oleh karena itu, dipastikan bahwa arus listrik mengalir ke zona reaksi panas. Konsumsi energi relatif tinggi, dan untuk HC Fe-Cr konsumsi energi listrik bervariasi antara 2000 kWh/ton Fe-Cr dengan prereduksi hingga 4000 kWh/ton Fe-Cr tanpa prereduksi dan pemrahan pra umpan. Karena kompleksitas struktur umpan dan interaksi listrik-termal-kimia, gradien suhu yang besar ada dalam tungku dari beberapa ratus di permukaan beban hingga di atas 2000 °C di sekitar ujung elektroda. Ini mengarah pada berbagai zona dalam tungku dan mekanisme reduksi yang berbeda.

Gambar 1 Skematik peleburan Fe-Cr dalam SAF

Dalam tungku, satu pellet chromit atau biji lump mengalami lingkungan suhu yang meningkat saat muatan turun, dan direduksi oleh gas CO yang naik dan dipromosikan oleh partikel kokos yang menyentuh. Jelas bahwa profil suhu dalam SAF memiliki pengaruh besar pada laju reduksi dan efesiensi produksi. Karena sensitivitas sistem kontrol elektroda terhadap distribusi suhu tungku, distribusi suhu dalam umpan dan berbagai zona reaksi biasanya tidak simetris. Distribusi suhu yang tidak merata ini menyebabkan kesulitan dalam kontrol tungku, kualitas produk, dan efesiensi tungku.

Zona dalam SAF

Dari investigasi SAF yang diekskavasi dan ditiadakan, dan gambaran teknologi dan langkah proses, enam zona reaksi ideal dapat diidentifikasi. Namun posisi yang tepat dari zona ini dapat bervariasi dengan desain tungku dan praktik operasi. Zona tidak perlu mengikuti struktur lapisan sederhana. Diagram skematik zona reaksi dalam submerged arc furnace untuk produksi Fe-Cr ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2 Diagram skematik zona reaksi dalam submerged arc furnace untuk produksi Fe-Cr

Zona pertama (zona 1) adalah zona tungku atas. Zona ini memiliki muatan longgar yang berlapis dari lapisan muatan atas hingga dekat ujung elektroda. Aktivitas yang terjadi dalam zona ini adalah (i) pemrahan pra muatan (ii) dekomposisi (kalinasi) fluks misalnya batu kapur, dolomit, dll., (iii) gasifikasi material karbon karena reaksi dengan udara dan karbon dioksida (CO2), dan (iv) reduksi gas dari biji chromit dan metalisasi parsial oksida Fe dan Cr. Faktanya, sebagian besar volume dalam SAF memiliki beban longgar yang disinter. Waktu tinggal rata-rata dalam zona ini diperkirakan 24 jam, namun hanya sekitar 20 % reduksi muatan terjadi dalam zona muatan longgar ini dan tidak terbentuk slag cair. Bahan beban dalam zona ini biasanya turun dalam distribusi berbentuk V, dan laju penurunan mencapai maksimum pada posisi antara dinding tungku dan elektroda dan antara elektroda itu sendiri. Data terkait profil suhu dan tekanan gas berlebih dalam zona ini menunjukkan bahwa isoterma 1600 °C hanya tercapai dekat ujung elektroda, dan di atas 1400 °C tekanan gas naik dengan cepat, suhu terakhir sesuai dengan awal pembentukan slag.

Zona 2 hingga zona 6 ada di bagian bawah tungku. Aktivitas yang terjadi di bagian bawah tungku adalah (i) pembentukan slag, (ii) pelarutan biji chromit dalam slag, (iii) reduksi logam dari fase slag dan pembentukan ali logam, dan (iv) pemisahan ali dan slag.

Zona 2 terdiri dari slag dinding, logam, biji, dan kokos. Ini memiliki bank material rigid, sebagian terpadu dan sebagian direduksi yang terbentuk berdekatan dengan dinding tungku. Bank-bank ini paling tebal pada jarak terjauh dari elektroda.

Zona 3 terdiri dari slag dinding dan logam. Ini adalah material di bawah zona 2 dan berisi campuran slag dan logam.

Zona 4 berada di bawah elektroda. Material yang ada segera di bawah ujung elektroda memiliki beberapa ketidakpastian. Zona di bawah satu elektroda umumnya tidak terhubung dengan zona serupa di bawah dua elektroda lainnya. Keberadaan rongga kosong dapat disebabkan oleh penyerapan sisa loyar saat pendinginan tungku. Ada juga kemungkinan adanya slag dan kokos di bawah elektroda. Kemungkinan lain adalah keberadaan sisa loyar kokos, yang berisi campuran mineral gangue yang mencair, fluks dan magnesia (MgO) serta alumina (Al2O3) yang dilepaskan dari biji chromit selama reduksinya. Karena pembentukan material muatan yang sebagian mengeras di sekitar elektroda (zona 2 dan 3) zona reduksi slag aktif terbatas ukurannya. Waktu tinggal dalam zona peleburan suhu tinggi, yang didefinisikan di sini sebagai sisa loyar kokos (zona 4), relatif pendek, mungkin sekitar 30 menit hingga 40 menit.

Zona 5 adalah wilayah di mana ada wilayah besar biji lump yang sebagian bereaksi dan belum mencari di antara slag dan logam.

Zona 6 adalah wilayah pembentukan lapisan ali Fe-Cr cair yang jelas di dasar tungku.

Reaksi Proses

Setelah mencapai zona di bawah ujung elektroda (zona 4), semua oksica cair dan reduksi karbo-termik dapat terjadi dengan partikel kokos padat, sesuai dengan persamaan Cr2O3 + 3C = 2Cr + 3 CO. Oksida sisanya seperti SiO2, Al2O3, CaO, dan MgO pergi ke slag. Slag ini membentuk lapisan cair di atas ali Fe-Cr cair. Titik-titik ali Fe-Cr cair menurun melalui lapisan slag ini dan berkumpul di dasar tungku.

Selama produksi Fe-Cr melalui reduksi karbo-termik, Cr logam yang terbentuk cenderung bereaksi lebih lanjut dengan C yang tersedia untuk membentuk karbida Cr (Cr3C2, Cr7C3, dan Cr23C6). Sebaliknya Fe logam bereaksi dengan C yang tersedia untuk membentuk karbida Fe (Fe3C dan Fe2C). Keberadaan karbida ini meningkatkan kandungan C total dari ferro-ali Fe-Cr melebihi batas yang ditentukan karena kandungan C teoritis karbida ini berkisar antara 5,5 % hingga 13,3 %. Berikut adalah reaksi yang disederhanakan yang terjadi selama proses.

Cr2O3 (l) + 3 C = 2 Cr (l) + 3 CO (g)
3 Cr2O3 (l) + 13 C = 2 Cr3C2 + 9 CO (g)
2 Cr2O3 (l) + 7 C = Cr4C + 6 CO (g)
7 Cr2O3 (l) + 27 C = 2 Cr7C3 + 21 CO (g)
23 Cr2O3 (l) + 81 C = 2 Cr23C6 + 69 CO (g)
Fe2O3 (l) + 3 C = 2 Fe (l) + 3 CO (g)
3 Fe2O3 (l) + 11 C = 2 Fe3C + 9 CO (g)
Fe2O3 (l) + 4 C = Fe2C + 3 CO (g)

Energi bebas Gibbs standar untuk pembentukan karbida ini (dari reaksi antara Cr2O3 yang terlarut dalam slag dan C padat yang tidak bereaksi) telah diteliti oleh beberapa peneliti. Studi ini menunjukkan bahwa nilai energi bebas Gibbs untuk pembentukan Fe3C lebih rendah dari pada pembentukan Fe logam untuk seluruh rentang suhu yang diteliti (1500 °C hingga 2000 °C). Termodinamika oleh karena itu mendukung pembentukan Fe3C.

Sebaliknya, energi bebas reaksi untuk pembentukan Cr3C2 lebih rendah dari pada Cr logam untuk sebagian besar rentang suhu (hingga sekitar 1920 °C). Cr7C3 dan Cr4C juga dapat terbentuk pada suhu 1650 °C dan 1550 °C masing-masing. Beberapa karbida oleh karena itu terbentuk secara preferensial terhadap Cr dan Fe logam selama proses reduksi biji chromit.

Akibatnya, LC Fe-Cr tidak dapat diproduksi secara langsung melalui reduksi karbo-termik dari biji chromit. Produk dari reduksi karbo-termik adalah HC Fe-Cr atau charge chrome tergantung pada rasio Cr terhadap Fe dalam biji chromit.

Partikel kokos (kuantitas dan ukuran) memiliki pengaruh besar terhadap resistansi listrik dalam zona reaksi dan dalam kolom beban. Oleh karena itu kokos memiliki fungsi ganda, untuk reaksi peleburan dan untuk konversi energi listrik menjadi energi termal. Ini juga membantu menjaga beban tetap permeabel untuk gas CO yang naik.

Pembentukan karbida dalam reduksi karbo-termik Fe-Cr dimulai pada suhu rendah. Suhu slag hingga 1650 °C selalu menghasilkan kandungan C sebesar 7 % hingga 8 % dalam Fe-Cr. Hanya jika kandungan MgO dari biji tinggi dan suhu slag melebihi 1700 °C maka kandungan C berada dalam rentang 4 % hingga 6 %. Tingkat C yang lebih rendah tidak dapat tercapai dalam SAF dan langkah proses kedua diperlukan.

Bahan Baku

Jenis dan kombinasi bahan muatan (biji, redusan dan fluks) yang digunakan untuk peleburan Fe-Cr mempengaruhi operasi tungku dan pada akhirnya mempengaruhi konsumsi listrik. Volume slag yang dihasilkan selama proses sangat bergantung pada kualitas bahan muatan yang digunakan untuk proses produksi. Konsumsi energi listrik dipengaruhi oleh volume slag. Semakin tinggi volume slag semakin tinggi kebutuhan energi listrik.

Umpan tungku biasanya terdiri dari biji chromit (biji lump, pellet, dan briquet), redusan (antracit, char, kokos, dan batu bara), dan fluks (kuarsit, dolomit, dan kapur). Partikel biji chromit tidak selalu memiliki komposisi seragam karena terdapat variasi antara tubuh biji, dan bahkan antara dan dalam lapisan biji. Biji chromit umumnya adalah bagian dari keluarga kristal spinel, dengan rumus umum (Fe2+, Mg2+)O.(Al3+,Cr3+,Fe3+)2O3.

Dengan kontrol yang hati-hati atas rentang ukuran dan komposisi bahan muatan, kondisi tungku ideal dapat dipertahankan. Kontrol erat atas jenis dan rentang ukuran bahan baku memastikan permeabilitas yang baik dalam loyar padat, sementara komposisi mempengaruhi properti slag. Namun, ada sejumlah pra-pengolahan muatan yang dapat digunakan untuk meningkatkan stabilitas dan produktivitas tungku.

Proses aglomerasi yang umumnya digunakan untuk biji chromit meliputi (i) sintering, (ii) pelletizing, dan (iii) briquetting. Juga efesiensi proses untuk produksi Fe-Cr bergantung pada jenis dan pra-kondisi bahan umpan yaitu (i) pemrahan pra, dan (ii) prereduksi.

Dalam kasus biji chromit yang mudah hancur, menjadi perlu untuk melakukan pelletizing, setelah penggilingan lebih lanjut jika diperlukan, dengan pengikat, redusan dan fluks dan melewati kiln putar di mana mereka mengeras (disinter), dipanah pra dan direduksi pra ke tingkat tertentu sebelum dimuat ke SAF.

Muatan biji chromit ke tungku terutama dalam bentuk biji lump dan / atau pellet. Dalam kasus biji lump, material terdiri dari partikel chromit yang dikelilingi oleh batuan induk yang mengeras. Pellet biasanya dibuat dari konsentrat biji chromit yang telah diaglomerasi dan dipra-pemrosesan untuk membentuk partikel bola. Ukuran butiran dan mikrostruktur biji chromit bervariasi dari butiran bulat padat dalam lump hingga butiran acicular yang sangat pecah dalam kasus pellet. Rentang ukuran partikel lump, pellet, dan kokos dikontrol untuk memaksimalkan permeabilitas loyar.

Metode lain untuk pengolahan biji halus adalah melalui prereduksi kiln di mana biji chromit halus yang tidak diaglomerasi dan batu bara berkualitas rendah, dengan fluks digunakan sebagai umpan ke kiln. Dalam metode ini, aglomerasi sendiri dari halus tercapai dekat dengan keluar kiln di mana muatan menjadi lentur di zona suhu tinggi sekitar 1.500 °C. Tingkat reduksi yang sangat tinggi dicapai (80 % hingga 90%) sehingga mengurangi beban pada tungku listrik hilir (SAF atau DC arc) yang kemudian menjadi dasarnya tungku peleburan.

Pendekatan yang lebih baru, dan salah satu yang sedang dipasang oleh beberapa pabrik, adalah melalui pelletizing lagi. Pellet dihasilkan dengan kokos termasuk dan ini disinter dan sebagian direduksi pra pada sistem sintering sabuk baja. Dari sana, pellet dikirim ke kiln shaft pemrahan pra yang biasanya ditempatkan di atas SAF dan yang beroperasi sebagai tangki umpan langsung, memanfaatkan panas gas buang dari tungku. Biji lump, kokos dan fluks juga diarahkan ke tangki umpan.

Di samping di atas, ada beberapa pendekatan lain untuk persiapan biji chromit untuk peleburan. Ini termasuk sintering hearth putar dan prereduksi pellet, dan pemanas pra loyar fluid untuk biji chromit halus.

Proses Produksi

Fe-Cr diproduksi esensial oleh reduksi karbo-termik yang terjadi pada suhu tinggi. Biji chromit direduksi oleh batu bara dan kokos untuk membentuk ali Fe-Cr. Panah untuk reaksi ini dapat datang dari beberapa bentuk, tetapi biasanya dari arc listrik yang terbentuk antara ujung elektroda di dasar tungku dan hearth tungku. Arc ini menciptakan suhu sekitar 2.800 °C. Dalam proses peleburan, sejumlah besar listrik dikonsumsi.

Proses produksi Fe-Cr sangat intensif energi listrik karena semua panah yang dibutuhkan untuk reaksi reduksi endotermik dan untuk mencapai keseimbangan termodinamik dalam tungku disuplai hanya melalui energi listrik. Oleh karena itu, energi listrik adalah input paling vital dalam proses.

Pengambilan material dari tungku terjadi secara tidak teratur. Ketika jumlah Fe-Cr yang cukup telah terkumpul di hearth tungku, lubang tap dibuka dan aliran ali cair dan slag mengalir ke dalam tong atau ladle. Ali Fe-Cr cair mengeras dalam cetakan besar, yang dihancurkan, disaring dan dikemas atau diproses lebih lanjut.

Berikut adalah ciri-ciri penting dari proses produksi Fe-Cr dalam SAF.

• Redukibilitas biji chromit penting untuk efesiensi proses. Ini ditentukan oleh mineralogi-nya (rasio MgO/Al2O3), bentuk struktural MgO dalam biji chromit, ukuran butiran biji chromit, tingkat distribusi butiran dalam biji dan suhu peleburan biji. Biji perlu memiliki porositas karena reduksi padat dari biji chromit berarti karena reaksi antara gas dan padat berpori. Juga, biji harus memiliki kekuatan mekanis yang cukup untuk menahan gosokan dan hancuran untuk mencapai zona reduksi tungku. Suhu peleburan biji yang tinggi, jika ada redukibilitas yang baik dalam keadaan padat, memberikan lebih banyak waktu untuk biji direduksi sebelum mencapai zona peleburan. Ini berarti lebih sedikit kehilangan Cr2O3 ke slag.
• Pemulihan Cr terutama bergantung pada redukibilitas biji chromit. Dari input Cr ke tungku, selain Cr yang dipulihkan ke ferro-ali, sisa terutama melaporkan ke slag dan beberapa ke debu tungku. Dalam kasus biji yang keras dan padat, bagian debu rendah, namun tergantung pada redukibilitas biji dan ukurannya, kandungan Cr2O3 slag dapat meningkat. Karena reduksi biji chromit dalam keadaan padat yang signifikan, biji halus dapat digunakan dalam tungku. Biji chromit halus dengan mudah direduksi dalam keadaan padat sebelum mencari, menghasilkan kandungan Cr2O3 dalam slag dalam rentang 1,5 % hingga 4 %. Juga penting bahwa ada pemisahan yang lengkap antara ali ferro cair dan slag selama pengambilan sehingga ali Fe-Cr cair yang pergi ke slag minimal untuk optimasi pemulihan Cr.
• Redukibilitas yang baik dan terutama reduksi padat membantu dalam pemanfaatan lebih banyak gas CO untuk reduksi biji chromit. Rasio MgO/Al2O3 dalam slag yang sama dengan 2,1 sesuai dengan titik peleburan terendah slag yang mengarah pada konsumsi energi minimal untuk bagian slag yang harus mencari. Namun, karena kehadiran beberapa Cr2O3 dalam slag dan oksida lain, rasio MgO/Al2O3 memiliki nilai tipikal 2,2. Ini juga menghasilkan reduksi SiO2 yang lebih rendah menjadi Si. Karena reduksi SiO2 menjadi Si sangat intensif energi ada hemat energi yang baik pada hal ini juga.
• Reduksi pada suhu rendah dengan rasio MgO/Al2O3 tinggi dalam slag menghasilkan pembentukan jumlah karbida yang mengandung C yang lebih tinggi. Kehadiran karbida Cr seperti Cr3C2 dan Cr7C3 dengan kurang Cr23C6 menunjukkan reduksi padat yang lebih baik dari biji chromit. Rasio Cr/Fe juga memainkan peran dalam penetapan kandungan C dari Fe-Cr. Karena Cr memiliki afinitas yang lebih tinggi untuk membentuk karbida daripada Fe, rasio Cr/Fe yang lebih tinggi berarti kandungan C yang lebih tinggi dalam Fe-Cr.
• Rasio MgO/Al2O3 yang tinggi dalam slag dan slag dasar menghambat reduksi SiO2 menjadi Si. Suhu yang lebih tinggi diperlukan untuk reduksi SiO2. Cr2O3 dan FeO direduksi dalam keadaan padat dan pada suhu rendah, jadi sangat sedikit kesempatan untuk SiO2 direduksi. Lagi kandungan Si yang rendah adalah hasil dari reduksi Cr2O3 dan FeO dalam keadaan padat dan suhu rendah.
• Biasanya kandungan sulfur (S) dan fosfor (P) dari biji chromit tidak tinggi. Oleh karena itu S dan P dalam Fe-Cr berasal terutama dari redusan. Kokos yang memiliki kandungan S dalam rentang 0,6 % hingga 1 % berkontribusi dalam Fe-Cr dengan kandungan S sebesar 0,014 % hingga 0,025 %. Untuk desulfurisasi, slag dasar, atmosfer reduksi dan suhu yang lebih tinggi rispetto dephosphorization diperlukan. Kondisi ini ada. Untuk dephosphorization persyaratan termasuk slag dasar, suhu yang lebih rendah dan atmosfer oksidasi. Dari semua ini, hanya kondisi slag dasar yang tersedia. Peningkatan kandungan Si dalam ferro-ali menunjukkan atmosfer reduksi. Meski sebagian besar P masuk ke ferro-ali, keasahan tinggi slag dapat menghasilkan penurunan kandungan P.
• Komposisi slag dalam kondisi normal tidak memiliki pengaruh besar terhadap kandungan Cr2O3 slag. Kandungan Si yang tinggi dalam ferro-ali dapat mengurangi Cr2O3 yang terlarut dalam slag melalui reaksi silico-termik dan pada gilirannya kandungan Si Fe-Cr menurun, namun reaksi ini hanya signifikan pada kandungan Si yang tinggi. Dalam kondisi ini warna slag akan menjadi lebih terang.

Produksi LC Fe-Cr

LC Fe-Cr biasanya diproduksi dari HC Fe-Cr atau charge chrome. Produksi LC Fe-Cr biasanya dilakukan dengan menambahkan biji chromit atau dengan meniup oksigen (O2) ke dalam HC Fe-Cr. Namun, proses-proses ini tidak menarik karena suhu tinggi (sekitar 2100 °C) yang dibutuhkan untuk menurunkan kandungan C ke dalam spesifikasi LC Fe-Cr serta karena kehilangan Cr yang terjadi selama proses. Oleh karena itu, metode-metode untuk penurunan C dari HC Fe-Cr digunakan sebagian besar untuk produksi MC Fe-Cr dan LC Fe-Cr sebagian besar diproduksi oleh proses produksi termo-logam.

Dalam proses produksi termo-logam, reaksi reduksi dilakukan dengan logam tertentu yang memiliki energi bebas Gibbs negatif. Oleh karena itu, redusan logam yang teknis cocok yang diproduksi secara massal adalah aluminium (Al), magnesium (Mg), manganese (Mn) dan silicon (Si). Konsumsi stoikiometrik redusan logam ini per ton Cr adalah 0,519 ton untuk Al, 0,701 ton untuk Mg, 1,585 ton untuk Mn dan 0,405 ton untuk Si, meskipun dalam praktik aktual konsumsi dapat sedikit berbeda untuk mencapai pemulihan Cr yang diinginkan. Namun, redusan Si dan Al lebih ekonomis untuk digunakan. Di keduanya, proses reduksi silico-termik lebih populer dari pada proses alumino-termik untuk produksi LC Fe-Cr.