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          铬铁的介绍及用途

          2021-09-14 10:29:58

          文章摘要:

          铬铁的介绍、用途及相关阅读

          铬铁

          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0.15-0.5%)、微碳铬铁(含碳为0.06%)、超微碳铬铁(含碳小于0.03%)、金属铬、硅铬合金铬铁:铬和铁组成的铁合金,是炼钢的重要合金添加剂。冶炼铬铁用的铬铁矿一般要求含Cr2O340-50%,铬与铁比值大于2.8.今年大量生产的含铬50%的“装料级铬铁”,用含Cr2O3和铬与铁比值较低的矿石。

          1. 定义

            铬铁是以铬和铁为主要成分的铁合金,是钢铁工业用的主要合金剂之一,除了主成分铬与铁外还含有碳、硅、硫、磷等杂质。铬铁含铬55%-75%,按含碳量分为高碳(4%-10%C)、中碳(0.5%-4%C)、低碳(>0.15%-0.5%C)和微碳(0.15%C)铬铁。高碳铬铁又称碳素铬铁,中、低、微碳铬铁又称精练铬铁。一种用低铬铁比的铬铁生产的高碳铬铁,含CR50%-55%称为炉料级铬铁,还有含N2%-10%的含氮铬铁作为氮合金剂使用,又称氮化铬铁。

            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,需要使用低、微碳铬铁,因而精炼铬铁生产一度深受较大规模的发展。由于炼钢工艺的改进,用AOD法等生产不锈钢等钢种时,用碳素铬铁装炉,因而只需在后期加低、微碳铬铁调整成分,所以铬铁生产重要是炼制碳素铬铁。

          2. 碳素铬铁

            用还原电炉冶炼,采用焦炭作还原剂,硅石或铝土矿作熔剂。炉渣成分一般为SiO227-33%,MgO30-34%,Al2O326-30%,Cr2O3<9%。由于形成碳化铬,产品含碳4-9%。现代冶炼铬铁的还原电炉容量为10000-48000千伏安,一般采用封闭固定式,冶炼电耗3000-4000千瓦?时/吨。冶炼硅铬合金的电炉与铬铁还原电炉相似,冶炼方法有一步法和二步法两种。一步法用铬铁矿、硅石、焦炭配加熔剂冶炼。二步法采用碳素铬铁、硅石、焦炭作原料进行无渣法冶炼,冶炼过程大体与硅铁生产相仿。冶炼电耗每吨3000-4000千瓦?时左右。

          3. 用途

          铬加入钢中能显著实际效果为主钢的氧化性,增加钢的腐蚀能力。在许多具有特别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%-1.45%Cr)、工具钢、模具钢(5%-12%Cr)和高速钢(3.8%-4.4%Cr)的合金剂,可提高钢的淬透性,增加钢的性能和硬度。铸铁中加入铬可提硬度好,实际效果为主性能,含铬0.5%-1.0%便可实际效果为主其机械性能。高碳铬铁和炉料级铬铁大量用作冶炼不锈钢(AODVOD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。

          4. 相关阅读

            

            铬是有光泽的灰色金属,密度7.2,熔点1857℃,沸点2672℃,有延展性,但含氧、氢、碳和氮等杂质时变得硬而脆。铬的化学性质不活泼,常温下对氧和水汽都是稳定的,铬在高于600℃时开始和氧发生反应,但当表面天生氧化膜以后,反应便缓慢,当加热到1200℃时,氧化膜被破坏,反应重新变快。高温下,铬与氮、碳、硫发生反应。铬在常温下就能和氟作用。铬能溶于盐酸、硫酸和高氯酸,遇硝酸后钝化,不再与酸反应。铬能与镁、钛、钨、锆、钒、镍、钽、钇形成合金,铬及其合金具有强腐蚀能力。

          铬铁矿

          在自然界中已发现的含铬矿物约有50余种,分别属于氧化物类、铬酸类和硅酸盐类。此外还有少数氢氧化物、碘酸盐、氮化物和硫化物。其中氮化铬和硫化铬矿物只见于陨石中。具有产业价值的铬矿物都属于铬尖晶石类矿物。

          常见的铬矿物有:

          1)铬铁矿,介于亚铁铬铁矿与镁铬铁矿之间,通常有人将亚铁铬铁矿和镁铬铁矿也都称为铬铁矿,铬铁矿为等轴晶系,晶体呈细小的八面体,通常呈粒状和致密块状集合体,颜色为玄色,条痕呈褐色,半金属光泽,硬度5.5,密度4.2-4.8,具弱磁性。铬铁矿是岩浆成因矿物,产于超基性岩中,当含矿岩石遭受风化破坏后,铬铁矿常转进砂矿中。铬铁矿是炼铬最主要的矿物原料,富含铁的劣质矿石可作为好的质量耐火材料。

          2)富铬类晶石,又称铬铁尖晶石或铝铬铁矿,化学成分为FeCr,Al2O4,含Cr2O332%-38%。

          3)硬铬尖晶石,化学成分为(Mg、Fe)(Cr、Al2O4,含Cr2O332%-50%。富铬类晶石和硬铬尖晶石的形态、物理性质、成因、产状及用途与铬铁矿相同。产业生产金属铬的方法有铝还原法、硅还原法、碳还原法和电解法。

          5. 铬铁矿的用途

          铬是重要的战略物资之一,具有质硬、性能稳定、以实际报告为主、腐蚀等特性。铬铁矿的用途有:

          1)在冶金工业中,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金作为钢的添加料生产多种强度好、腐蚀、性能稳定、以实际报告为主、耐氧化的特种钢。如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船以及安装维修工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等优良的材料。

          2)在耐火材料中铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其他特别耐火材料。

          3)在化学工业主要用来生产重铬酸钠,进而制取其他铬化合物,用于颜料、纺织、电镀、制革等工业,还可制作催化剂和触媒剂等。故而,铬铁矿的销售渠道亦有三种,即冶金行业、耐火材料行业和化学行业。


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