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鉻鐵



 

鉻鐵

 

 

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 鉻鐵:鉻和鐵組成的鐵合金,是煉鋼的重要合金添加劑。冶煉鉻鐵用的鉻鐵礦一般要求含Cr2O340~50%,鉻與鐵比值大于 2.8。近年大量生產的含鉻50%的“裝料級鉻鐵”,用含Cr2O3和鉻與鐵比值較低的礦石。

 

 

 

1分類

鉻鐵按不同含碳量分為高碳鉻鐵包括裝料級鉻鐵(C≦10%)、中碳鉻鐵(C≦4.0%)、低碳鉻鐵(C≦0.5%)、微碳鉻鐵(C≦0.15%)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,現在用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,所以現在鉻鐵生產重點是煉制碳素鉻鐵。

2碳素鉻鐵

用還原電爐冶煉,采用焦炭作還原劑,硅石或鋁土礦作熔劑。爐渣成分一般為SiO227~33%,MgO30~34%, Al2O326~30%,Cr2O3<9.0%。由于形成碳化鉻,產品含碳4~9%?,F代冶煉鉻鐵的還原電爐容量為10000~48000千伏安,一般采用封閉固定式,冶煉電耗3000~4000千瓦·時/噸。冶煉硅鉻合金的電爐與鉻鐵還原電爐相似,冶煉方法有一步法和二步法兩種。一步法用鉻鐵礦、硅石、焦炭配加熔劑冶煉。二步法采用碳素鉻鐵、硅石、焦炭作原料進行無渣法冶煉,冶煉過程大體與硅鐵生產相仿。冶煉電耗每噸3000~4000千瓦·時左右。

3提煉方法

中、低、微碳鉻鐵一般以硅鉻合金、鉻鐵礦和石灰為原料,用1500~6000千伏安電爐精煉脫硅,采用高堿度爐渣操作(CaO/SiO2為1.6~1.8)。低、微碳鉻鐵還大規模地采用熱兌法進行生產。生產時用兩臺電爐,一爐冶煉硅鉻合金,一爐熔化由鉻礦和石灰組成的熔渣。精煉反應分兩個階段在兩個盛桶內進行:①熔渣爐的熔渣注入第一盛桶后,把另一盛桶中已經初步脫硅的硅鉻合金兌入,由于熔渣氧化劑過剩量很大,脫硅充分,可獲得含硅低于0.8%、含碳低達 0.02%的微碳鉻鐵。②第一盛桶內反應后的熔渣(含Cr2O3約15%)移至第二個盛桶后,把硅鉻電爐煉就的硅鉻合金(含硅45%)熱兌入渣內,反應后得到初步脫硅的硅鉻合金(含硅約25%),兌入第一盛桶進一步脫硅,熔渣含Cr2O3低于2~3%可拋棄。
吹氧法精煉中、低碳鉻鐵,用液態碳素鉻鐵做原料,吹煉時向熔池中加入少量石灰、螢石造渣,出鐵前加硅鉻合金或硅鐵以回收渣中的鉻。微碳鉻鐵的吹煉則在一定真空度下才有可能。
真空固態脫碳法精煉,用磨細的高碳鉻鐵為原料,其中磨細的高碳鉻鐵的一部分經氧化焙燒作氧化劑,配加水玻璃或其他粘合劑,壓成團塊,經低溫干燥后,在車底式真空爐內,于真空度0.5~10毫米汞柱、溫度1300~1400℃下加熱還原35~50小時,可得到含碳低于0.03%甚至低于0.01%的微碳鉻鐵。

4相關閱讀

鉻是有光澤的灰色金屬,密度7.2,熔點1857℃,沸點2672℃,有延展性,但含氧、氫、碳和氮等雜質時變得硬而脆。鉻的化學性質不活潑,常溫下對氧和水汽都是穩定的,鉻在高于600℃時開始和氧發生反應,但當表面天生氧化膜以后,反應便緩慢,當加熱到1200℃時,氧化膜被破壞,反應重新變快。高溫下,鉻與氮、碳、硫發生反應。鉻在常溫下就能和氟作用。鉻能溶于鹽酸、硫酸和高氯酸,遇硝酸后鈍化,不再與酸反應。鉻能與鎂、鈦、鎢、鋯、釩、鎳、鉭、釔形成合金。鉻及其合金具有強抗腐蝕能力。

鉻鐵礦

在自然界中目前已發現的含鉻礦物約有50余種,分別屬于氧化物類、鉻酸鹽類和硅酸鹽類。此外還有少數氫氧化物、碘酸鹽、氮化物和硫化物。其中氮化鉻和硫化鉻礦物只見于隕石中。具有產業價值的鉻礦物都屬于鉻尖晶石類礦物,它們的化學通式為(Mg、Fe2+)(Cr、Al、Fe3+)2O4或(Mg、Fe2+)O(Cr、Al、Fe3+)2O3,其Cr2O3含量為18%~62%。
常見的鉻礦物有:
(1)鉻鐵礦,化學成分為(Mg、Fe)Cr2O4,介于亞鐵鉻鐵礦(FeCr2O4,含FeO 32.09%、Cr2O3 67.91%)與鎂鉻鐵礦(MgCr2O4,含Mg 20.96%、Cr2O3 79.04%)之間,通常有人將亞鐵鉻鐵礦和鎂鉻鐵礦也都稱為鉻鐵礦。鉻鐵礦為等軸晶系,晶體呈細小的八面體,通常呈粒狀和致密塊狀集合體,顏色為玄色,條痕呈褐色,半金屬光澤,硬度5.5,密度4.2~4.8,具弱磁性。鉻鐵礦是巖漿成因礦物,產于超基性巖中,當含礦巖石遭受風化破壞后,鉻鐵礦常轉進砂礦中。鉻鐵礦是煉鉻的最主要的礦物原料,富含鐵的劣質礦石可作高級耐火材料。
(2)富鉻類晶石,又稱鉻鐵尖晶石或鋁鉻鐵礦,化學成分為Fe(Cr,Al)2O4,含Cr2O3 32%~38%。
(3)硬鉻尖晶石,化學成分為(Mg、Fe)(Cr、Al)2O4,含Cr2O3 32%~50%。富鉻類晶石和硬鉻尖晶石的形態、物理性質、成因、產狀及用途與鉻鐵礦相同。產業生產金屬鉻的方法有鋁還原法、硅還原法、碳還原法和電解法。
鉻鐵礦的用途;
鉻是重要的戰略物資之一。具有質硬、耐磨、耐高溫、抗腐蝕等特性。其鉻鐵礦的用途有:
(1)在冶金工業中?鉻鐵礦主要用來生產鉻鐵合金和金屬鉻。 a鉻鐵合金作為鋼的添加料生產多種高強度、抗腐蝕、耐磨、耐高溫、耐氧化的特種鋼?如不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、滾珠軸承鋼、彈簧鋼、工具鋼等 b金屬鉻主要用于與鈷、鎳、鎢等元素冶煉特種合金。這些特種鋼和特種合金是航空、宇航、汽車、造船以及國防工業生產槍炮、導彈、火箭、艦艇等不可缺少的材料。
(2)在耐火材料中?鉻鐵礦用來制造鉻磚、鉻鎂磚和其他特殊耐火材料。
(3)在化學工業主要用來生產重鉻酸鈉?進而制取其他鉻化合物?用于顏料、紡織、電鍍、制革等工業?還可制作催化劑和觸媒劑等。 故而?鉻鐵礦的銷售渠道亦有三種?即?冶金行業、耐火材料行業和化學工業。下面由鉻鐵礦在冶金工業的用途介紹鉻鐵和鉻鹽的用途和冶煉工藝
鉻是重要的戰略物資之一,由于它具有質硬、耐磨、耐高溫、抗腐蝕等特性,在冶金產業、耐火材料和化學產業中得到了廣泛的應用。

更新時間:2014/1/27  【打印此頁

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