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铬铁,是铬和铁组成的铁合金。是炼钢的重要合金添加剂。铬铁按不同含碳量分为高碳铬铁(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%),还有硅铬合金、氮化铬铁等!铬铁的含碳量愈低治炼愈困难、耗电量也大、成本就高、含碳量2%以下的铬铁,适用于炼不锈钢、耐酸钢及其他各种低碳铬钢。含碳量4%以上的铬铁、常用来炼滚珠轴承钢及汽车零件用钢等!
铬加入钢中能显著改善钢的抗氧化性,增加钢的抗腐蚀能力!在许多具有特殊物理化学性能的钢中都含有铬.钢中的铬是用铬铁添加的.高碳铬铁用作滚珠钢(0。5%~45%Cr)、工具钢、模具钢(5%~12%Cr)和高速钢(8%~4%Cr)的合金剂,可提高钢的淬透性,增加钢的耐磨性和硬度.铸铁中加入铬可提高硬度,改善耐磨性,含铬0。5%~0%便可改善其机械性能。高碳铬铁和炉料级铬铁大量用作冶炼不锈钢(AOD或VOD法)的炉料,降低生产成本。
中、低碳铬铁用于生产中、低碳结构钢、渗碳钢,制造齿轮、高压鼓风机叶片、阀板等.微碳铬铁用于生产不锈钢、耐酸钢、耐热钢和电热合金等!铬在地壳中的丰度为0。035%,但生成的铬矿石含铬高!地球上近南北向褶皱带中的铬铁矿资源量,占世界总量的95%以上,其中纵贯非洲东部的前寒武纪褶皱带的铬资源量,占世界总量的94%。乌拉尔华力西褶皱带占2%左右,阿尔卑斯褶皱带约占世界总量的2%。中国铬矿成矿地质条件不理想,尚未在寒武纪地质区中发现南北向铬铁矿带!
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在500kW单相双电极电炉(炉产量400kg)至12000kW三相电炉(炉产量10t)内试验和生产,以满足生产不锈钢的需要。1920年左右瑞典特乐尔赫坦铁合金厂制订了三步法生产低碳铬铁工艺。即电硅热法,亦称瑞典法.1939年波伦(R.Perrin)获得了用液态硅铬铁合金与铬矿—石灰熔体反应,生产低碳铬铁专利.通称波伦法,也称热兑法.这一方法经过不断改进,已成为生产低碳铬铁的主要方法。1949年埃拉斯姆斯(H.
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1870~1880年间,高炉生产的铬铁含30%~40%Cr,10%~20%C!穆瓦桑(H。Moissan)对电炉冶炼铁合金做了许多工作,并于1893年发表了在电炉内还原铬矿生产含67%~71%Cr,4%~6%C高碳铬铁的报道!用电炉取代高炉冶炼高碳铬铁是一个重大进步.1886年奥德斯杰纳(E!G!Odelstjerna)描述了瑞典用电炉生产含70%Cr高碳铬铁的情况!贝克特(F。M!Becket)及其合作者从1906年至1940年间,开展硅还原铬矿生产低碳铬铁的工艺!
铬铁按不同含碳量分为高碳铬铁包括装料级铬铁(C≦10%)、中碳铬铁(C≦0%)、低碳铬铁(C≦0.5%)、微碳铬铁(C≦0。15%)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,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,所以铬铁生产重点是炼制碳素铬铁.
冶金级铬矿要求Cr2O348%,S0。1%,P0。1%,Cr2O3:FeO3,用以生产含Cr70%的铬铁!由于富铬矿日益减少,铬铁比低的矿石相对增多。它们只能用来冶炼炉料级铬铁。1821年贝尔蒂尔(P.Berthier)在坩埚内加热木炭、氧化铬与氧化铁的混合物生产铬铁.这种方法一直使用到1857年弗雷迈(E。C!Fremy)用塔斯马尼亚(Tasmania)铁铬矿,在高炉内冶炼,得到含7%~8%Cr的塔斯马尼亚生铁。
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高碳铬铁不吸水 1、 牌号及用途 牌号 化学成分/% 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 FeCr55C60060。052。06。03。05。00。 6FeCr67C9。5 62。0-72。0 9。5 3。0 0。03 0。04 0。06 FeCr55C100 3。05。00。 6 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。。