浅谈高碳铬铁各种成分的影响因素及控制 论文
铬矿特性对冶炼高碳铬铁效益的影响(Ⅰ)
为确保高碳铬铁冶炼过程正常运行 ，降低生产
成本 ， 提高 经济效 益 ， 既要 着 眼于合 理矿 价 、 强化 管 理， 同时 ， 理用 矿亦 是一 条重 要途 径 。下面笔 者 分 合 析 和探讨 铬矿 特性对 高 碳铬 铁 的冶炼 过程 及经 济效
益 的影 响 。
作者简介 胡凌标
公 司” 和 国内各厂 家 的实 际生产 ， ） 以及 收集 到 国外
ｃｓ ａｄＣ２ ３ ｏｔｎ ｏ ａｏ ｉｄｘｓａ ｅ ｓｓｅｉ ｒｄｃｓ ｉＣ 、 、 、 ｉ ｅｕ ｅ ｎ ｂ ａｓ ｆｏ ｆ ｒ— ｏｔ ｎ ｒ ｎｅｔ ｎｍ ｊｒ ｎｅｅ ｓ ｌ ａ ｐｃａ ｐｏｕｔ Ｏ ｒ Ｃ Ｐ Ｓ Ｔ ｑｉ ｍｅｔ ｙｍｅｎ ｔ ｏ ｏ ， ０ｃ ｗ ｌ ｌ ｌ ｒ ｒ ｏｌｓ ｐ
Ａｂｓｒ ｃ ｔａ ｔ Ｉ ｋ ｅａｅ ｎ ｌｓｓ ｏ ｍ ｅｔｎ ｈｇ ａ ｂ ｎ ｆｒｏ ｈｒ ｍｅ ａ ｖ ｒｏ ｓ ａ ｅ ｃ ｒ ｍｅ ｈ ｍａｃ ｌａ ｄ ｐｈ ｉａ ｔｍａ ｅｓｒ ｌ ｔｄ ａ ａｙ ｉ ｎ ｓ ｌｉ ｇ ｉｈ ｃ ｒ ｏ ｅ ｒ ｃ ｏ ｔ ａ ｉｕ ｒ ｈ ｏ ｃ ｅ ｉａ ｎ ｙｓｃ ｌ
使用单一不 同产地铬矿生产高碳铬铁时的铬矿成分 及 相应 的合 金 中 ｃ ｓ， 渣 Ｃ２ ＦＯ等含量 数据 、 ｉ炉 ｒ 、ｅ ０
见表 １ 。
男 ，９ １ 出生 ，９ ６年毕业于北京钢铁学院冶金炉 专业 ， １４ 年 １６ 教授级高级工程师。
收 稿 日期 ２ ０ ．２２ ０ ６０ ．８
维普资讯
２ ０ 第 ５期 ０ ６年 总 第 １０期 ９
铁
合
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２０ ６Ｎｏ ５ ０ ． Ｔｏ ．１ ０ ｔ ９
Ｆ ＥＲＲＯ－ ＡＬＬＯＹＳ
高碳铬铁和低碳铬铁生产比例
高碳铬铁和低碳铬铁生产比例
高碳铬铁和低碳铬铁的生产比例问题，是铬铁行业的重要议题。
这个比例的变化，主要受到市场需求、铬铁价格、生产成本等多种因素的影响。
为了确保这个问题的深入分析，我们首先要了解高碳铬铁和低碳铬铁的基本概念和特性。
高碳铬铁通常指的是含碳量在4%以上的铬铁，具有较高的强度和硬度，广泛用于耐磨材料、铸造和钢铁行业。
而低碳铬铁则是指含碳量低于4%的铬铁，其塑性和韧性较好，主要用于不锈钢、汽车零件等制造。
市场需求是影响高碳铬铁和低碳铬铁生产比例的主要因素之一。
随着环保要求的提高和技术的进步，市场对低碳铬铁的需求逐渐增加，因为其较低的碳含量更符合环保标准，并且在一些性能上优于高碳铬铁。
因此，低碳铬铁的生产比例应逐步提高。
另外，铬铁的价格也是影响生产比例的因素之一。
如果低碳铬铁的价格高于高碳铬铁，那么生产商会倾向于生产高碳铬铁，反之亦然。
因此，保持合理的铬铁价格是确保生产比例合理的重要条件。
此外，生产成本也是一个不可忽视的因素。
低碳铬铁的生产需要更高的技术和设备投入，因此其生产成本通常较高。
如果高碳铬铁的生产成本较低，那么生产商会倾向于生产高碳铬铁。
因此，降低低碳铬铁的生产成本是提高其市场份额的关键。
综合考虑市场需求、价格和成本等多种因素，我们认为在未来几年中，低碳铬铁的生产比例应逐步提高。
政府和行业协会应该加强政策引导
和技术支持，鼓励企业加大技术投入，提高低碳铬铁的生产能力，以满足市场的需求。
同时，企业也应该积极探索新的生产工艺和技术，降低生产成本，提高产品的竞争力。
以上观点仅供参考。
钢铁冶炼中的高碳铬铁合金冶炼技术
钢铁冶炼中的高碳铬铁合金冶炼技术钢铁冶炼过程中的高碳铬铁合金冶炼技术是一项非常关键的技术，因为这种合金在钢铁生产中具有不可替代的重要作用。
高碳铬铁合金的生产利用，除可以增强不锈钢、合金钢和特种钢的耐腐蚀性、机械强度和耐磨性外，还可以用于制备废物焦和金属硅等产品。
高碳铬铁合金冶炼技术的主要表现形式是高炉和电炉冶炼，这两种冶炼方式各有特点。
高炉冶炼是以焦炭为还原剂和高炉渣为主要熔剂，通过给铁水加入球化剂和特殊加工技术，制取出具有一定的球形度和增强效果的高碳铬铁合金。
电炉冶炼是以电力为能源，通过废旧钢的熔化和还原，制取出具有较高强度和化学稳定性的高碳铬铁合金。
高碳铬铁合金的生产过程主要包括原材料采购、炉渣配制、冶炼操作过程、合金分离和精炼、分离等环节。
其中，高碳铬铁合金的原材料需要符合一定的化学成分及物理性质要求，原材料的质量决定了高碳铬铁合金的品质和性能。
在炉渣的配制过程中，需要考虑到渣中钙吸收率、熔点、黏度及渣中的氧化铁含量等因素，以满足高碳铬铁合金的生产需要。
冶炼操作过程中要掌握炉温和其它参数，以控制反应和提高合金的质量。
在高碳铬铁合金的精炼和分离过程中，需要使用加压、脱氧和曝氧等精炼技术，以控制气体中的含碳量和氧化物，控制高碳铬铁合金的含碳率和所需化学成分。
通过熔点差异和脱除杂质的技术，使高碳铬铁合金从炉中分离出来，达到最终产品的要求。
在高碳铬铁合金的冶炼过程中，需要注意以下几个方面：一是选择好原材料，保证原材料的质量；二是掌握好渣配比和冶炼操作，以控制反应、提高合金质量；三是加强炉颈保护，以避免钢水和氧化物过多地接触，影响高碳铬铁合金的品质；四是控制渣中的氧化铁含量，避免过多的氧化铁进入钢水，影响高碳铬铁合金的性能。
总的来说，高碳铬铁合金冶炼技术是一项重要的冶金技术，对于提高钢铁产品的品质和性能、推广和利用钢铁废料、保护环境等方面具有重要的意义。
在实践中，需要掌握好炉型选择、材料备选、渣配比、炉内温度、冶炼操作、分离过程中脱氧、曝氧等工艺关键技术，以提高高碳铬铁合金产品的质量和效益。
钒对高铬铸铁组织及性能的影响毕业设计论文
摘要高铬铸铁因其优越的性能而受到越来越广泛的重视。
高铬铸铁相对合金钢有优良的耐磨性，相对一般白口铸铁有高得多的韧性、强度，同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，加之生产便捷、成本适中，所以被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一。
本文就高铬铸铁的铸造及性能进行了比较系统的研究，首先设计高铬铸铁的成分进行铸造，然后利用金相显微镜对试样的组织形态、化学成分、物相组成进行了分析，最后通过硬度测试，冲击实验进行性能检测。
结果表明，高铬铸铁的组织主要由基体和碳化物组成，基体的相是主要奥氏体另外还有部分马氏体，而碳化物主要是Cr7C3。
高铬铸铁的硬度及耐磨性都比较高。
关键词：高铬铸铁；铸造；耐磨性；摩擦磨损；AbstractBecause of its superior performance, high chromium cast iron attracted more and more attention.High chromium cast iron has more excellent wear resistance than alloy steel , relative to the general white cast iron has higher toughness, strength, at the same time, it also has good resistance to high temperature and corrosion resistance, and convenient production, low cost, and is regarded as the best of contemporary anti abrasion material.In this paper, the properties of high chromium cast iron casting and compares the system, first of all the design of high chrome cast iron component for casting, then by using optical microscope, scanning electron microscope, on the sample tissue morphology, chemical composition, phase composition are analyzed, finally, hardness test friction and impact test, performance testing.The results show that, the structure of high chromium iron is mainly composed of a base and composition of carbide, matrix phase is the main part of austenite and martensite, and the carbide is Cr7C3.The hardness of high chromium cast iron and the wear resistance is higher.Key words:high chromium cast iron; casting; wear resistance; friction and wear.目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................................... I I 第1章绪论.. (1)1.1课题的目的、意义 (1)1.1.1 课题的目的 (1)1.1.2 课题的意义 (1)1.2课题背景 (2)1.2.1 课题背景 (2)1.3文献综述 (2)1.3.1 高铬铸铁..................................................................................... 错误！未定义书签。
211246255_ICP-AES法测定高碳铬铁中硅、磷、钒元素含量探究
ICP-AES法测定高碳铬铁中硅、磷、钒元素含量探究文／李明福建中检矿产品检验检测有限公司[摘要] 随着钢铁的生产工艺提升，主要合金剂高碳铬铁的杂质元素测定需求日益提升，而电感耦合等离子体发射光谱法（简称“ICP-AES法”）在测定杂质元素上具有明显优势。
本文在相关文献方法的基础上，探究适宜的样品粒级及消解方式，实现ICP-AES法同时测定高碳铬铁的杂质元素。
按照本实验方法，硅、磷、钒曲线性达0.999，且测定结果准确与标准值吻合。
[关键词] 电感耦合等离子体发射光谱法 粒度 前处理方式 高碳铬铁高碳铬铁是钢铁生产中最重要的合金剂，它能够有效提高各类钢种的硬度、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性，是钢铁生产中不可或缺的原料。
高碳铬铁中的杂质元素硅、磷、钒则直接影响钢成品的质量，而传统检测方法操作繁琐、周期长，无法满足生产的检测所需。
电感耦合等离子体发射光谱法（简称“ICP-AES 法”）测定高碳铬铁杂质元素已有报道，但不同标准/文献采用的制样粒级及消解方式各异，给检测人员的使用带来诸多不便。
本文针对常用的样品粒级及消解方式分别进行验证，探究适宜测定高碳铬铁中杂质元素的ICP-AES法，结果满意。
一、实验部分1.试验设备及样品电感耦合等离子体发射光谱仪：T h e r m o F i s h e r S c i e n t i f i c 6300；硅、磷、钒单元素标准溶液：1000μg/mL；高氯酸（GR）；盐酸（GR）；氢氟酸（GR）；硝酸（GR）；过氧化钠（GR）；实验室用水为一级水。
按照铬铁相关检测标准要求，分别制备0.125mm、0.098mm、0.088mm粒级的样品。
准确称取0.2000g试样进行试验。
2.校准曲线称取0.1200g铬粉（基准）和0.0500g铁粉（基准）代替样品，按照不同前处理方式分别进行操作，在定容前，加入硅、磷、钒元素绘制校准系列溶液。
3.实验步骤本试验选择三个不同粒级样品，称取适量的样品，分别按照酸溶、微波消解及碱熔酸化的方式进行消解。
高碳铬铁企业综合配料控制系统浅析
部门对信 息交流 、 资 源共享 的要求 。
１ 系统 概述
本系统控制 ４个 料仓 （ 焦 炭料 仓 、 硅 石料仓 、 综合 料 料 仓、 回炉渣料仓 ） 中的矿料 ， 通过皮带称重装置输 送到轨道移 动罐车 中， 然后 移动罐车将矿料运送到炉座顶上的 ８个铺底 料仓 中。整个过程 ， 既可 以人 工手 动控制 ， 也 可 以通 过 Ｐ Ｌ Ｃ 自动控制完成布料操作 ， 移动罐车上 电气设备 （ 走行控制 、 电 液推杆 ） 的动作 由地 面部分 通过 无线 数传设 备 给 出控 制 指 令， 大大提高了整个控制 系统 的先进性和简洁性 。
摘 要： 通过对 多个高碳铬铁 生产企业的 系统调研 ， 结合大量现场生产 实际情 况， 在总结 多种 配料控 制方式 的 基础上 ， 提 出一种适 用于本行业生产的综合配料控制 系统 ， 并成功应 用于 实际生产。经过一段 时 间的运行 ， 本 系统 各 项功 能均 符 合 生 产 设 计 ， 完全 满 足 用 户 实际 生 产 需 求 。 关键词 ： 高碳 铬 铁 ；综 合 配 料 ；控 制 系统 ；功 能 实现 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ３ 文献标识码 ： Ａ 系统局部出现故 障时 ， 力求将 对整 系统 的影 响降 到最 小， 其它不关联部分仍 正常工作 ， 报警 功能及 时 、 准确 ， 系统 设备齐全 、 功能完善。 ２ ． ２ 功 能 定 位 （ １ ）值班员在控 制室通 过 电脑可 以监 控 整套 配料 、 输 料、 布料 系统 中主要设 备运转情 况和配料 参数 ， 并进 行数据 的管理 、 分析 、 归档 。 （ ２ ）整个控制过程在 自动进行 中 ， 值班员在控制室可进 行干预操作。 （ ３ ）对控制 的所有电动设 备既可手 动单独起停 ， 又能使 整 个 系 统 自动 联锁 运 行 。 （ ４ ）本系统 除具有完善的 自动控制 功能外 ， 同时也具有 完善 的手动功能以备特殊情况之用。
含碳量对高铬白口铸铁组织,硬度及冲击韧性的影响
含碳量对高铬白口铸铁组织,硬度及冲击韧性的影响第20卷l999年第4期l2月洁阳工学院.bum~lof1.,uoyangInstiluteofTechnologyV.20No.4Dee.19992-1-文章编号:1000—5O80c1999)04—0021—04含碳量对高铬白口铸铁组织,硬度及冲击韧性的影响刘亚民(洛阳工夏青系,河南洛阳471039)Wf√摘要:进行了古碛量对16%Cr白12I铸铁组织和性能影响的实验研究.结果表明:随着碳量增加.碳化物的台量增加.并且由连续的网状遥葡变成孤立的花状,杆状和块状;当碳量合适时.硬度和冲击韧性均出现峰值.综合性能最佳.碳:TG143.1塑斋铅白D锗佚<资料法)分类号文献标识:Ar7卜JI』1Ff0前言组识近年来,高铬白口铸铁(>12%)L1"之所以被广泛用作抗磨材料,是由于铬的加入改善了碳化物的结构和形态,使白口铸铁硬度提高的同时,冲击韧性也随之增大,对此已有不少文献[1—8]进行过分析.然而,在高铬自口铸铁中影响碳化物形成的另一种主要元素碳,也会对其组织和性能产生重要影响但目前对碳的影响的研究尚不够全面,本试验通过在W=I6%的自口铸铁中,加入Wc=2.5%一4.0%的碳,然后对其组织进行观察分析.并测定硬度及冲击韧性.以探讨碳量对高铬铸铁组织和性能的影响规律.1试验条件1.1试样的化学成分殛制备将生铁,废钢,自制增碳钢(废钢与碎石墨电极熔制而成),高碳铬铁,硅铁,钼铁等原材料按不同配料比例加入50kg无芯中频感应电炉中熔炼后,静置除渣,在1450'~C左右浇铸到湿砂型中,自然冷却,经落砂清理后,得到四组尺寸为20x20x110铸态试样,试样化学成份经测定如表1所示.裹l试样的化学成分(质量分数.%11.2试样性能检测与显微组织分析将每组34个试样,在147J摆锤冲击试验机上进行常温冲击试验根据冲击功与试样的横截面积之比计算出冲击韧性(J/era~).再将冲断后的试样断口磨平,测定其洛氏硬度HRC,最后将断口面抛光浸蚀后进行金相观察,并用线分法铡定碳化物的面积率F,表示其在组织中的含量.2试验结果与分析2.1含碳■对碳化物含■与形态的影响图1表示含碳量对高铬白口铸铁组织中碳化物含量的测试结果.可以看出,随碳量增加,碳化物的捌亚民:男,L964年生,工程师收稿日期:1999一ol—l722洛阳工学院999正面积率增大.50由图2可以明显看出碳量不同时碳化物的形态当c=25%40时,碳化物由连续网状的(Fe,Cr)3C和花状的(Fe,cr)c3"组成,30随碳量增加,网状碳化物逐渐消失,花状和杆状碳化物(Fe,Cr)C增多,当c:增加到3.5%时.开始出现初生块状的(Fe,Cr)C碳化物J,当Wc=4.0%时.初晶碳化物呈大块状.对上述变化分析如lid下.根据公式:0c北晶=4.3%一0.31Wsl一033Wp一040W:+0027W"一.?.7一0.5.图I253354w/%对碳化物面积率的影响b】=3.0%(a)1.=3.5%{b)r=4D%图2不同W试样的碳忧物音量与形态100x计算可知,本试验中铸铁的共晶碳量为=3.2%.当<32%时,铸铁为亚共晶成分,共品碳化物只能在发达的初生奥氏伴枝晶间形成而呈网状,又由于碳量少.故组织中的(n,crJC也不多:随着含碳量增至共晶点时,初生奥氏体枝品渐少.晶铁液量渐多,此时共晶碳化物可以在铁液舶各个区域形成,加之碳的比例增大.易形成(,Cr)C碳化物,所以花状和杆状碳化物越米越多.当>32%时.铸铁为过共晶.在铁浪中率先析出块状初生碳化物,且碳量越高,初生碳化物析}1j越多,长得越大.由此可见,在铬量一定的高铅铸铁中.随碳量j加.碳化物形态由嘲状一花状-杆状一块状,欲消除网状碳化物,碳量不可过低.在本试验中从碳化物含量和形态综合考虑,高铬铸铁中以30%～35%比较合适.22含碳量对基体组织的影响在高铬铸铁中,由于铬含量高而使C1ⅡJ线碉显右移,致使在砂冷却条件下奥氏体的共析转变难第4期刘亚民等:古碳量对高铬白rl铸铁组织,硬度及冲击韧性的影响?23以发生而转变为马氏体,故本试验所有试样的基体组织均为马氏体,随着碳量增加,残余奥氏体逐渐增多.同时由于碳强烈地降低马氏体开始转变点,所以碳量愈高,残余奥氏体也愈多.如图3所示.(a)c=25%(b)=40%图3不同的显微组织400×2.3含碳量对硬度的影响图4为不同量对高铬白口铸铁硬度的试验结果.茔从图4可以看出,随碳量增加,硬度上升,当为30%时,达最大值HRC574.这是因为碳化物含量增加和碳化物由硬度较低的(Fe,cr)c(HV100,0～1230)转变成了硬l度较高的(Fe,cr)7C3(HV1300～1800)J.当c>3.0%<时,硬度下降,这是因为尽管碳他物含量增多,但是同时残余奥氏体也越来越多了.由图4可以看出,随碳量增加,冲击韧性上升,这是因为碳化物由斜方晶格的连续网状(Fe,Cr),C变成T密排六方晶格的孤立花状,杆状(Fe,Cr)CJ,并且残余奥F司l±!:Ir/%田4对冲击韧性及硬度的影响氏体也逐渐增多的原因.当c=35%时,冲击韧性选最大值24.0J/em2,当Wc>3.5%时.冲击韧性下降,这是因为组织中出现了大块初生碳化物.3结论在c为16%的高铬白口铸铁中,在高铬自口铸铁中,随着含碳量增加,碳化物含量也增加.碳化物形态由连续的网状逐渐变成孤立的花状,杆状,块状.当c=30%时,硬度高达HRC57.4,当c:35%时,冲击韧性达到最大值24.0J./em.固此,当c在30%～3.5%范围内变化时,其综合机械性能较好.参考文献陆文华等.铸造台金厦其熔炼北京:机械工业出_咂社.I99.郝石坚等高铬耐磨铸铁北京:煤搅工业出版社.1989李隆盛等.铸造台金及其培炼北京:机械工业出越社,1989安正昆等钢铁热处理北京:机械工业出版社.1985周废德等铬系抗磨铸铁西安:西安交大出版社.1987陈垒德等稀土对高锗白口铁韧性的髟响洛阳工学腕,1996,~7t2):】一5陈全德等锟对高铬白口铣组织和硬度的影响洁6只工学院,1996.1(4):～5赵越超等锤式破碎机高铬铸铁锤头的研制铸造.1997,(8)234567824?洛船工学院1999莅InfluenceofCarbonContentontheMicrostructure HardnessandImpactToughnessinHighChromiumWhiteCastIronLIUY aminXIAQing(Dep.ofMater.Eng.,LuoyangInst.ofTechno1.,Luoyang471039,China)Abstract:Theinvestigationsweremadeontheinfluenceofcarbonconlcntonmlcro~tructur~ andpropertiesinhighchromiumwhiteiron.Theexperimentalresultsindicatethat,withtheincreaseincarbonconte ntandtIIecarbidecontent.thecarbidemorphol'esisgraduallychaIlI1gfromnet.worktoflower-like,ro d.1ikeandfinallytoblocktype?Attheaall3.etime,thereispeakvalueofhardhe~andimpacttoug~1hessincarbon COntentrangebeingtested.Keywords:Carbon;Whiteiron;Carbides;Hardness;Impacttongshess。
高铬铸铁铬碳比
高铬铸铁是一种应用广泛的铸造材料，具有良好的机械性能和耐腐蚀性。
其中，铬碳比是指高铬铸铁中铬元素与碳元素的比值。
本文将就高铬铸铁的铬碳比进行详细的介绍，以便读者更好地了解这种材料的特性和应用。
一、高铬铸铁简介高铬铸铁是一种含有大量铬元素的铸造材料，通常铬含量在12%~30%之间。
它的主要特点是具有优异的耐磨性、耐蚀性和耐热性。
因此，高铬铸铁被广泛应用于矿山、水泥、电力等行业的磨损零件和耐蚀零件制造。
二、高铬铸铁的机械性能高铬铸铁的铬碳比对其机械性能有重要影响。
一般来说，铬碳比越高，高铬铸铁的硬度和强度越高。
这是因为铬元素能够形成硬质的碳化物，增强材料的硬度和强度。
因此，在特定的工程应用中，可以根据需求调节铬碳比，以达到理想的机械性能。
三、高铬铸铁的耐腐蚀性能高铬铸铁的铬碳比对其耐腐蚀性能也有显著影响。
随着铬含量的增加，高铬铸铁的耐腐蚀性能逐渐提高。
这是因为铬元素能够与氧形成致密的氧化铬层，阻止进一步的腐蚀反应。
因此，在一些腐蚀介质下，高铬铸铁可以表现出良好的耐蚀性能。
四、高铬铸铁的应用领域高铬铸铁由于其优异的机械性能和耐蚀性能，被广泛应用于许多行业。
以下是一些典型的应用领域：1. 矿山行业：高铬铸铁常用于制造矿石破碎机的破碎齿板、磨矿球等耐磨件，以提高设备的使用寿命和生产效率。
2. 水泥工业：高铬铸铁可用于制造水泥窑头部的耐火砖、冷却机壳体等耐热件，以抵御高温和磨损。
3. 电力行业：高铬铸铁常用于制造电厂锅炉的机械破碎设备的耐磨零件，提高设备的可靠性和使用寿命。
4. 化工行业：高铬铸铁可用于制造耐蚀设备的零件，如泵体、阀门等，以应对各种腐蚀介质。
五、总结高铬铸铁的铬碳比是影响其机械性能和耐蚀性能的重要因素。
铬碳比越高，高铬铸铁的硬度和强度越高，耐腐蚀性能也更好。
根据具体的工程需求，可以调节铬碳比，以使高铬铸铁材料达到最佳的性能。
在矿山、水泥、电力和化工等行业中，高铬铸铁得到广泛应用，为各种耐磨和耐蚀的工程零件提供了可靠的材料选择。
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浅谈高碳铬铁各种成分的影响因素及控制 摘 要
铁合金是由一种或两种以上的金属或非金属元素与铁元素组成的，并作为钢铁和铸造业的脱氧剂、合金添加剂、还原剂等的合金。铬是钢中功能最多、应用最广泛的合金化元素之一。铬具有显著改变钢的抗腐蚀能力和抗氧化能力的作用，并有助于提高耐磨性和保持高温强度。在各种不锈钢中，铬是一种必不可少的成分。 本篇文章就当今社会高碳铬铁中碳、硅、硫和铬回收率方面进行了简要论述。主要从高碳铬铁中各种成分反应的机理和常见成分控制进行阐述，揭示了各种成分的控制方法和效果。
关键词： 高碳铬铁； 成分控制； 铬回收率 目录 1. 前言 ........................................................ - 1 - 2. 冶炼原理 .................................................... - 1 - 2.1电炉熔池结构............................................. - 1 - 2.2铬的碳化物生成机理....................................... - 2 - 2.3影响合金含碳量的因素..................................... - 3 - 2.3.1铬矿 ............................................... - 3 - 2.3.2合金的含硅量 ....................................... - 3 - 2.3.3渣型 ............................................... - 4 - 2.3.4冶炼操作 ........................................... - 5 - 3. 高碳铬铁冶炼中的硅行为浅析 .................................. - 5 - 3.1高碳铬铁冶炼过程中合金含硅量的变化规律：................. - 5 - 3.2高碳铬铁冶炼过程中合金含硅量变化的影响因素：............. - 5 - 4. 高碳铬铁合金降硫途径探讨 .................................... - 6 - 4.1硫的来源及存在状态....................................... - 6 - 4.2降低高碳铬铁合金中硫含量主要有一下几种途径............... - 6 - 4.3原因分析................................................. - 7 - 5. 高碳铬铁冶炼中铬元素的流向分析及提高铬回收率的途径探讨 ...... - 7 - 5.1有关计算式............................................... - 7 - 5.2铬元素的流向分析......................................... - 8 - 5.3提高铬元素回收率的途径................................... - 8 - 6. 结论 ....................................................... - 10 - 后记 .......................................................... - 12 - 参考文献 ...................................................... - 13 - - 1 -
1. 前言 我国国家标准规定高碳铬铁合金的含碳量为4一10% 。实际上 ,用户对 高碳铬铁含碳量的要比 上述范围更狭窄的情况 已 日趋增多 ,还 有通过合金 含碳量的控制来改善其破碎性能等一些特殊的要求。因此 ,在高碳铬铁冶炼过程中如何控制合金含碳量 已成为一个重要的技术课题。 对于高碳铬铁冶炼过程中各种铬的碳化物的生成机理及合金 含碳量的影响因素 已有不少人作过探讨,但研究 尚 有 待 进一步深化 。我们参阅了有关研究资料 ,并根据我们对高碳铬铁生产实践的认识,对高碳洛铁冶炼过程中合金含碳的变化规律及其影响因素进行了粗浅的分析,同时提出了控制该产品含碳量的一些原则意见。 对于高碳铬铁冶炼过程中各种铬的硅化物的生成机理及合金含硅量的影响因素已有不少人进行了探讨,但研究尚有待进一步深化 。我们参阅了有关的研究资料 ,并根据我们对高碳铬铁生产实践的认识 ,对高碳铬铁冶炼过程中合金含硅量的变化规律及影响因素进行了粗浅的分析 ,同时提出了控制该产品含硅量的一些意见。 降低高碳铬铁含硫量是生产高碳铬铁的重要课题 。在冶炼过程中 ,硫的分配情况是50一60%进人炉渣 ,20一30%挥发 ,8一15%左右进人合金 。如何降低进人合金中的硫是铁合金工作者一直关注的问题 〔影响合金硫含量的因素很多 ,如焦炭的含硫量 ,合金中的碳、硅含量 ,炉渣碱度及炉温等对合金的脱硫都有影响 。 铬元素能使钢、合金和某些金属材料具有特殊的物理化学性质,可改善材料的性能,它作为重要的合金元索之一己被广泛重视和使用。铬元素是从铬矿中的Cr2O3被还原得到的。我国是世界上铬矿资源缺乏的国家之一 ,使用 的铬矿多数为进口矿。因此,在铁合金冶炼中铬矿的合理使用已被关注,提高铬元素的回收率有着重要意义,每提高一个百分点其效益都是很可观的。 2. 冶炼原理
2.1电炉熔池结构 - 2 -
图1 高碳铬铁电炉熔池结构 2.2铬的碳化物生成机理 在矿热炉中，用焦炭作还原剂对铬矿进行还原时，三氧化二铬的碳热还原反应及标准自由能的变化如下：
2/3Cr2O3＋26／9C=4／9Cr3C2＋2CO (1) =478233.8－349.03T(J) T开=1100℃ 2／3Cr2O3＋18／7C=4／21Cr7C3＋2CO (2) =482288.4－343.14T(J) T开=1130℃ 2／3Cr2O3＋54／23C=4／69Cr23C6＋2CO (3) =494368.6－341.72T(J) T开=1175℃
随着炉料的下降和炉温的升高，Cr3C2与Cr2O3反应生成Cr7C3： 5(Cr2O3)＋27[Cr3C2]=13[Cr7C3]＋15CO (4) =3863480－231.32T(J) T开=1385℃ 2／3[Cr2O3]＋14／5[Cr3C2]=4／3[Cr]＋6／5[Cr7C3]＋2CO (5) =543609－309.45T(J) T开=1484℃ - 3 -
实际生产中，有时因入炉的矿物结构不同而造成难熔、难还原；或因入炉矿石块度过大，来不及还原而落到炉渣下层形成残矿层，其与温度高达1700℃的熔融铁液或下落的合金液滴接触发生激烈的脱碳反应：
3[Cr7C3]＋(Cr2O3)=[Cr23C6]＋3CO (6) =621148－328.13T(J) T开=1620℃ [Cr23C6]＋2(Cr2O3)=27[Cr]＋6CO (7) =682594－344.22T(J) T开=1710℃
上述反应所生成的铬碳化物及其理论含碳量见表2。 碳化物 Cr23C6 Cr7C3 Cr3C2 含碳量 5.68 9.01 13.34 表2 铬的碳化物理论含碳量(％)
2.3影响合金含碳量的因素 2.3.1铬矿 铬矿物理化学特性的差异直接影响到其在炉内的反应活性。不同的铬矿在相同的温度条件下，其Cr2O3的还原速度相差很大。一般铬矿中Cr2O3的开始还原温度为1100℃；而在1400℃时，不同铬矿Cr2O3还原反应速度基本相近；在1200℃以下对几种铬矿的实际测试表明，不同铬矿Cr2O3的还原反应速度相差较大。因此，若铬矿的化学成分和矿物结构能保证Cr2O3在1200℃以下有较高的还原程度，则会优先生成含碳较高的Cr3C2和Cr7C3的。从而使合金有较高的含碳量；对于还原程度较低的铬矿，当温度高于1200℃后则会在生成Cr3C2和Cr7C3的同时，还有一定数量的Cr23C6生成，从而降低了合金的含碳量。当铬矿的结构致密，结晶粗大而块度又较大时，铬的复合氧化物既难分解又难还原，在冶炼过程中只有进入高温电弧区方能进行急剧反应，从而使Cr23C6和Cr的比例增加，同时已生成的铬的碳化物与渣中Cr2O3反应精炼脱碳继续降低合金含碳量〔2〕。因此，根据产品含量的要求，以及不同铬矿的性质，合理地选择和使用铬矿是很重要的。 藏矿是铝铬铁矿，属于密斑晶矿(又称硬铬尖晶石)，难熔、还原性差，适合于冶炼低碳产品，所以我们这次试验生产的FeCr67C6.0产品全部采用藏矿。通过三次试验证明：铬矿的粒度在20～80mm之间效果最好。 2.3.2合金的含硅量 - 4 -
在高碳铬铁冶炼过程中，当熔炼温度达到1200℃左右时，硅开始被还原(SiO2＋2C=Si＋2CO)，还原出来的Si进一步与铬的碳化物反应，生成稳定的硅化铬(Cr7C3＋7Si=7CrSi＋3C，Cr7C3＋10Si=7CrSi＋3SiC)〔3〕。生产实践表明：当使用能生产出含碳量大于8％的铬矿时，随着合金含碳量的升高其含硅量相应下降或趋于不变〔2〕。 在使用难还原矿生产FeCr67C6.0牌号铬铁时，由于在合金的上面形成一个“残矿层”，在1700℃以上的高温下，当熔融的合金滴穿过该残矿层时，便发生激烈的脱碳反应。此时，脱碳反应远比硅的还原反应激烈，并且伴随着脱碳反应的同时发生脱硅反应(3CrSi＋2Cr2O3=7Cr＋3SiO2)〔4〕，使生成合金的含碳量相对稳定，且硅含量的提高对其影响不大，因此用难还原矿生产FeCr67C6.0牌号铬铁时，不能靠合金增硅来达到降碳目的。 2.3.3渣型 我公司生产高碳铬铁的渣型及本次试验的渣型见表6。 表6 高碳铬铁渣型
矿种 配比 (kg)
矿石成分(％) 含金含碳 (％) 炉渣成分(％)
MgO/Al2O3 Cr2O3 FeO MgO SiO2 Al2O3 Cr2O3 SiO2 MgO Al2O3
阿矿 700 39.6 8.95 21.32 13.44 6.54 8～ 10 2～ 4 28～ 35 38～ 42 15～ 17 2.24～ 2.80 *藏矿 700 48.06 10.41 19.00 6.71 8.66 5.34～ 7.24 1.44～ 3.78 29～ 31 32～ 34 19～ 21 1.52～