铬铁成分、用途及冶炼工艺介绍

铬铁按照含碳量分为高碳铬铁、中碳铬铁、低碳铬铁和微碳铬铁。

高碳铬铁的含碳为4~8%、中碳铬铁的含碳为0.4%、低碳铬铁的含碳0.15~0.50%、微碳铬铁的含碳为0.06%.

铬铁主要用作炼钢的重要合金添加剂，过去都在炼钢的精炼后期加入，现在铬铁生产重点是炼制碳素铬铁。铬铁按不同含碳量分为高碳铬铁(包括装料级铬铁)、低碳铬铁、微碳铬铁等。冶炼铬铁用的铬铁矿一般氧化铬含量在40%-50%。

1、牌号及用途

牌号	化学成份 %
-	Cr			C	Si		P		S
-	范围	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

    高碳铬铁(含再制铬铁)主要用途有： 
(1)用作含碳较高的滚珠钢、工具钢和高速钢的合金剂，提高钢的淬透性，增加钢的耐磨性和硬度； 
(2)用作铸铁的添加剂，改善铸铁的耐磨性和提高硬度，同时使铸铁具有良好的耐热性； 
(3)用作无渣法生产硅铬合金和中、低、微碳铬铁的含铬原料； 
(4)用作电解法生产金属铬的含铬原料； 
(5)用作吹氧法冶炼不锈钢的原料。
 
2、冶炼工艺

        高碳铬铁的冶炼方法有高炉法、电炉法、等离子炉法等。使用高炉只能制得含铬在30％左右得特种生铁。目前，含铬高的高碳铬铁大都采用熔剂法在矿热炉内冶炼。

        电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理是用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物。碳还原氧化铬生成Cr2C2的开始温度为1373K，生成Cr7C3的反应开始温度1403K，而还原生成铬的反应开始温度为1523K，因而在碳还原铬矿时得到的是铬的碳化物，而不是金属铬。铬铁中含碳量的高低取决于反应温度。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、炼高碳铬铁的原料

        冶炼高碳铬铁的原料有铬矿、焦炭和硅石。

        铬矿中Cr2O3≥40％，Cr2O3/∑FeO≥2.5，S<0.05％，P<0.07％，MgO和Al2O3含量不能过高，粒度10～70mm，如是难熔矿，粒度应适当小些。

        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％，热稳定性能好，不带泥土，粒度20～80mm。

氧气吹炼低碳铬铁
吹氧法炼制中低碳铬铁使用的设备是转炉，故称转炉法。按供氧方式不同，吹氧可分侧吹、顶吹、底吹和顶底复吹四种。我国采用的是顶吹转炉法。
吹氧法是将氧气直接吹入液态高碳铬铁中使其脱碳而制得中低碳铬铁。
高碳铬铁中的主要元素有铬、铁、硅、碳，它们都能被氧化。氧化吹炼高碳铬铁的主要任务是脱碳保铬。当氧气吹入液态高碳铬铁后，由于铬和铁的含量占合金总量的90%以上，所以首先氧化的是铬和铁，然后，这些氧化物将合金中的硅氧化掉。由于铬、铁、硅的被氧化，熔池温度迅速提高，脱碳反应迅速发展，温度越高，越有利于脱碳反应，并能抑制铬的氧化反应，合金中的碳可以降得越低。
氧气顶吹炼制中低碳铬铁的原料为高碳铬铁、铬矿、石灰和硅铬合金。
对于转炉的高碳铬铁液要求温度要高，通常在1723～1873K之间。铁水含铬量要高于60%，含硅不超过1.5%，含硫量小于0.036%。铬矿是用作造渣材料的，要求铬矿中的SiO3含量要低，MgO、Al2O3含量可适当高些，其粘度不能过大。石灰也是作造渣材料，其要求与电硅热法的相同。硅铬合金用于吹炼后期还原高铬炉渣，一般可用破碎后筛下的硅铬合金粉末。
电硅热法冶炼低碳铬铁
用电硅热法冶炼中低碳铬铁是在固定式三相电弧炉内进行的，可以使用自焙电极，炉衬是用镁砖砌筑的（干砌）。炉衬寿命短是中低碳铬铁生产中的重要问题。由于冶炼温度较高（达1650摄氏度），炉衬寿命一般较短。
冶炼中低碳铬铁的原料有铬矿、硅铬合金和石灰。铬矿应是干燥纯净的块矿或精矿粉，其中Cr2O3含量越高越好，杂质含量越低越好。铬矿中磷含量不应大于0.03%，粒度小于60mm。硅铬合金应是破碎的，粒度小于30mm，不带渣子。石灰应是新烧好的，其CaO含量不少于85%。
鉴别方法:高碳铬铁（含碳为4~8%）、中碳铬铁（含碳为0.5~4%）、低碳铬铁（含碳0.15~0.50%）、微碳铬铁（含碳为0.06%）、超微碳铬铁（含碳小于0.03%）、金属铬、硅铬合金。大量生产的含铬50%的“装料级铬铁”，用含Cr2O3和铬与铁比值较低的矿石。
铬铁按不同含碳量分为碳素铬铁(包括装料级铬铁)、中碳铬铁、低碳铬铁、微碳铬铁等。常用的还有硅铬合金、氮化铬铁等。铬铁主要用作炼钢的合金添加剂，过去都在炼钢的精炼后期加入。冶炼不锈钢等低碳钢种，必须使用低、微碳铬铁，因而精炼铬铁生产一度得到较大规模的发展。由于炼钢工艺的改进，现用AOD法（见炉外精炼）等生产不锈钢等钢种时，用碳素铬铁（主要是装料级铬铁）装炉，因而只需在后期加低、微碳铬铁调整成分，所以现铬铁生产重点是炼制碳素铬铁。

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