Dens egenskaber, historie og mere

Krommetal er mest anerkendt for dets anvendelse i forkromning (der ofte kaldes "krom"), men dets største anvendelse er som en ingrediens i rustfrit stål. Begge applikationer drager fordel af kromens hårdhed, modstand mod korrosionog evnen til at poleres for et glansfuldt udseende.

• Atomisk symbol: Cr
• Atomnummer: 24
• Atom masse: 51,996 g / mol¹
• Elementkategori: Overgangsmetal
• Densitet: 7,19 g / cm³ ved 20 ° C
• Smeltepunkt: 1907 ° C (3465 ° F)
• Kogepunkt: 2671 ° C (4840 ° F)
• Moh's hårdhed: 5.5

Krom er et hårdt, gråt metal, der værdsættes for sin utrolige modstand mod korrosion. Rent krom er magnetisk og sprødt, men når det er legeret, kan det fremstilles formbart og poleret til en lys, sølvfarvet finish.

Chrom henter sit navn fra khrōma, et græsk ord, der betyder farve, på grund af dets evne til at producere levende, farverige forbindelser, såsom kromoxid.

I 1797 producerede den franske kemiker Nicolas-Louis Vauguelin det første rene chrommetal ved behandling af crocoite (en kromholdigt mineral) med kaliumcarbonat og derefter reducere den resulterende kromsyre med kulstof i grafitdigel.

Mens kromforbindelser er blevet brugt i farvestoffer og maling i tusinder af år, var det først længe efter Vauguelins opdagelse, at krombrug i metalanvendelser begyndte at udvikle sig. I slutningen af ​​det 19. og det tidlige 20. århundrede eksperimenterede metallurgikere i Europa aktivt med metal legeringer, forsøger at producere stærkere og mere holdbar stål.

I 1912, mens han arbejdede ved Firth Brown Laboratories i England, fik metallurg Harry Brearley i opgave at finde et mere elastisk metal til pistoltønder. Han føjede chrom, som var kendt for at have et højt smeltepunkt, til traditionelt kulstofstål, hvilket producerede det første rustfrie stål. På samme tid udviklede andre, herunder Elwood Haynes i USA og ingeniører i Krupp i Tyskland, også chromholdige stållegeringer. Med udviklingen af ​​den elektriske lysbueovn fulgte storstilet produktion af rustfrit stål kort derefter.

I samme periode blev der også undersøgt elektropletteringsmetaller, hvilket muliggjorde billigere metaller, f.eks jern og nikkel, at anvende på deres ydre krom modstand mod slid og korrosion såvel som dets æstetiske egenskaber. De første kromfunktioner dukkede op på biler og avancerede ure i slutningen af ​​1920'erne.

Industrielle kromprodukter inkluderer chrommetal, ferrochrom, chromkemikalier og støbesand. I de senere år har der været en tendens mod større vertikal integration i produktionen af ​​krommaterialer. Det vil sige, at flere virksomheder er involveret i minedrift af krommalm også forarbejder det til chrommetal, ferrokrom og i sidste ende rustfrit stål.

I 2010 blev global produktion af krommalm (FeCr₂O₄), var det primære mineral, der blev ekstraheret til kromproduktion, 25 millioner tons. Ferrochrome produktion var omkring 7 millioner tons, mens krommetalproduktionen var ca. 40.000 tons. Ferrochrom fremstilles udelukkende ved hjælp af elektriske lysbueovne, hvorimod chrommetal kan fremstilles ved elektrolytiske, silicotermiske og aluminiuminotermiske metoder.

Under produktionen af ​​ferrochrome opvarmes den varme af elektriske lysbueovne, der når 5070°F (2800)°C), får kul og koks til at reducere chrommalm gennem en carbothermisk reaktion. Når først der er smeltet tilstrækkeligt materiale i ovnen, drænes det smeltede metal ud og størknes i store støbegods, inden det knuses.

Aluminotermisk produktion af chrommetal med høj renhed tegner sig for over 95% af det producerede chrommetal i dag. Det første trin i denne proces kræver, at kromitmalmen ristes med soda og kalk i luften i 2000°F (1000°C), der skaber et natriumchromat, der indeholder kalcin. Det kan udvaskes fra affaldsmaterialet og derefter reduceres og udfældes som kromoxid (Cr₂O₃).

Kromoxidet blandes derefter med pulveriseret aluminium og anbragt i en stor ler-digel. Bariumperoxid og magnesium pulver spredes derefter på blandingen, og diglen er omgivet af sand (der fungerer som isolering).

Blandingen antændes, hvilket resulterer i, at ilt fra chromoxid reagerer med aluminiumet til frembringelse af aluminiumoxid og derved frigøres smeltet chrommetal, der er 97-99% rent.

I henhold til US Geological Survey-statistikker var de største producenter af kromitmalm i 2009 Sydafrika (33%), Indien (20%) og Kazakhstan (17%). De største ferrokromproducerende virksomheder inkluderer Xstrata, Eurasian Natural Resources Corp. (Kazakhstan), Samancor (Sydafrika) og Hernic Ferrochrome (Sydafrika).

Ifølge International Development Association for Chromium, udvundet 95,2% af den samlede kromitmalm i 2009 blev konsumeret af den metallurgiske industri, 3,2% af den ildfaste industri og støberiindustrien og 1,6% af kemiske producenter. Den vigtigste anvendelse til krom er i rustfrit stål, legeret stål og ikke-jernholdige legeringer.

Rustfrit stål henviser til en række stål, der indeholder mellem 10 og 30 vægtprocent krom (efter vægt), og som ikke korroderer eller ruster så let som almindeligt stål. Mellem 150 og 200 forskellige sammensætninger af rustfrit stål findes, skønt kun ca. 10% af disse er i regelmæssig brug.

Kilder:

Sully, Arthur Henry og Eric A. Brandes. Chrom. London: Butterworths, 1954.

Street, Arthur. & Alexander, W. O. 1944. Metaller i tjeneste for mennesket. 11. udgave (1998).

Den internationale kromudviklingsforening (ICDA).

Kilde: www.icdacr.com