鉻鐵成分、用途及冶煉工藝介紹

鉻鐵按照含碳量分為高碳鉻鐵、中碳鉻鐵、低碳鉻鐵和微碳鉻鐵。

高碳鉻鐵的含碳為4~8%、中碳鉻鐵的含碳為0.4%、低碳鉻鐵的含碳0.15~0.50%、微碳鉻鐵的含碳為0.06%.

鉻鐵主要用作煉鋼的重要合金添加劑，過去都在煉鋼的精煉后期加入，現在鉻鐵生產重點是煉制碳素鉻鐵。鉻鐵按不同含碳量分為高碳鉻鐵(包括裝料級鉻鐵)、低碳鉻鐵、微碳鉻鐵等。冶煉鉻鐵用的鉻鐵礦一般氧化鉻含量在40%-50%。

1、牌號及用途

牌號	化學成份 %
-	Cr			C	Si		P		S
-	范圍	Ⅰ	Ⅱ		Ⅰ	Ⅱ	Ⅰ	Ⅱ	Ⅰ	Ⅱ
-	-	≥		≤
FeCr67C6.0	62.0-72.0	-	-	6.0	3.0	-	0.03	-	0.04	0.06
FeCr55C600	-	60.0	52.0	6.0	3.0	5.0	0.04	0.06	0.04	0.06
FeCr67C9.5	62.0-72.0	-	-	9.5	3.0	-	0.03	-	0.04	0.06
FeCr55C1000	-	60.0	52.0	10.0	3.0	5.0	0.04	0.06	0.04	0.06

    高碳鉻鐵(含再制鉻鐵)主要用途有： 
(1)用作含碳較高的滾珠鋼、工具鋼和高速鋼的合金劑，提高鋼的淬透性，增加鋼的耐磨性和硬度； 
(2)用作鑄鐵的添加劑，改善鑄鐵的耐磨性和提高硬度，同時使鑄鐵具有良好的耐熱性； 
(3)用作無渣法生產硅鉻合金和中、低、微碳鉻鐵的含鉻原料； 
(4)用作電解法生產金屬鉻的含鉻原料； 
(5)用作吹氧法冶煉不銹鋼的原料。
 
2、冶煉工藝

        高碳鉻鐵的冶煉方法有高爐法、電爐法、等離子爐法等。使用高爐只能制得含鉻在30％左右得特種生鐵。目前，含鉻高的高碳鉻鐵大都采用熔劑法在礦熱爐內冶煉。

        電爐法冶煉高碳鉻鐵的基本原理是用碳還原鉻礦中鉻和鐵的氧化物。碳還原氧化鉻生成Cr2C2的開始溫度為1373K，生成Cr7C3的反應開始溫度1403K，而還原生成鉻的反應開始溫度為1523K，因而在碳還原鉻礦時得到的是鉻的碳化物，而不是金屬鉻。鉻鐵中含碳量的高低取決于反應溫度。生成含碳量高的碳化物比生成含碳量低的碳化物更容易。
 
3、煉高碳鉻鐵的原料

        冶煉高碳鉻鐵的原料有鉻礦、焦炭和硅石。

        鉻礦中Cr2O3≥40％，Cr2O3/∑FeO≥2.5，S<0.05％，P<0.07％，MgO和Al2O3含量不能過高，粒度10～70mm，如是難熔礦，粒度應適當小些。

        焦炭要求含固定碳不小于84％，灰分小于15％，S<0.6％，粒度3～20mm。

        硅石要求含SiO2≥97％，Al2O3≤1.0％，熱穩定性能好，不帶泥土，粒度20～80mm。

氧氣吹煉低碳鉻鐵
吹氧法煉制中低碳鉻鐵使用的設備是轉爐，故稱轉爐法。按供氧方式不同，吹氧可分側吹、頂吹、底吹和頂底復吹四種。我國采用的是頂吹轉爐法。
吹氧法是將氧氣直接吹入液態高碳鉻鐵中使其脫碳而制得中低碳鉻鐵。
高碳鉻鐵中的主要元素有鉻、鐵、硅、碳，它們都能被氧化。氧化吹煉高碳鉻鐵的主要任務是脫碳保鉻。當氧氣吹入液態高碳鉻鐵后，由于鉻和鐵的含量占合金總量的90%以上，所以首先氧化的是鉻和鐵，然后，這些氧化物將合金中的硅氧化掉。由于鉻、鐵、硅的被氧化，熔池溫度迅速提高，脫碳反應迅速發展，溫度越高，越有利于脫碳反應，并能抑制鉻的氧化反應，合金中的碳可以降得越低。
氧氣頂吹煉制中低碳鉻鐵的原料為高碳鉻鐵、鉻礦、石灰和硅鉻合金。
對于轉爐的高碳鉻鐵液要求溫度要高，通常在1723～1873K之間。鐵水含鉻量要高于60%，含硅不超過1.5%，含硫量小于0.036%。鉻礦是用作造渣材料的，要求鉻礦中的SiO3含量要低，MgO、Al2O3含量可適當高些，其粘度不能過大。石灰也是作造渣材料，其要求與電硅熱法的相同。硅鉻合金用于吹煉后期還原高鉻爐渣，一般可用破碎后篩下的硅鉻合金粉末。
電硅熱法冶煉低碳鉻鐵
用電硅熱法冶煉中低碳鉻鐵是在固定式三相電弧爐內進行的，可以使用自焙電極，爐襯是用鎂磚砌筑的（干砌）。爐襯壽命短是中低碳鉻鐵生產中的重要問題。由于冶煉溫度較高（達1650攝氏度），爐襯壽命一般較短。
冶煉中低碳鉻鐵的原料有鉻礦、硅鉻合金和石灰。鉻礦應是干燥純凈的塊礦或精礦粉，其中Cr2O3含量越高越好，雜質含量越低越好。鉻礦中磷含量不應大于0.03%，粒度小于60mm。硅鉻合金應是破碎的，粒度小于30mm，不帶渣子。石灰應是新燒好的，其CaO含量不少于85%。
鑒別方法:高碳鉻鐵（含碳為4~8%）、中碳鉻鐵（含碳為0.5~4%）、低碳鉻鐵（含碳0.15~0.50%）、微碳鉻鐵（含碳為0.06%）、超微碳鉻鐵（含碳小于0.03%）、金屬鉻、硅鉻合金。大量生產的含鉻50%的“裝料級鉻鐵”，用含Cr2O3和鉻與鐵比值較低的礦石。
鉻鐵按不同含碳量分為碳素鉻鐵(包括裝料級鉻鐵)、中碳鉻鐵、低碳鉻鐵、微碳鉻鐵等。常用的還有硅鉻合金、氮化鉻鐵等。鉻鐵主要用作煉鋼的合金添加劑，過去都在煉鋼的精煉后期加入。冶煉不銹鋼等低碳鋼種，必須使用低、微碳鉻鐵，因而精煉鉻鐵生產一度得到較大規模的發展。由于煉鋼工藝的改進，現用AOD法（見爐外精煉）等生產不銹鋼等鋼種時，用碳素鉻鐵（主要是裝料級鉻鐵）裝爐，因而只需在后期加低、微碳鉻鐵調整成分，所以現鉻鐵生產重點是煉制碳素鉻鐵。

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