煉鋼及鐵合金

基本用途

作為煉鋼脫氧劑，應用最廣泛的是硅錳、錳鐵和硅鐵。強烈的脫氧劑為鋁(鋁鐵)、硅鈣、硅鋯等(見鋼的脫氧反應)。用作合金添加劑的常用品種有:錳鐵、鉻鐵、硅鐵、鎢鐵、鉬鐵、釩鐵、鈦鐵、鎳鐵、鈮(鉭)鐵、稀土鐵合金、硼鐵、磷鐵等。各種鐵合金又根據煉鋼需要，按合金元素含量或含碳高低規(guī)定許多等級，并嚴格限定雜質含量。含有兩種或多種合金元素的鐵合金叫做復合鐵合金，使用這類鐵合金可同時加入脫氧或合金化元素，對煉鋼工藝有利，且能較經濟合理地綜合利用共生礦石資源。常用的有:錳硅、硅鈣、硅鋯、硅錳鋁、硅錳鈣和稀土硅鐵等。

煉鋼用純金屬添加劑有鋁、鈦、鎳和金屬硅、金屬錳、金屬鉻等。某些易還原的氧化物如MoO、NiO,也用于代替鐵合金。此外，還有氮化鐵合金，如經過氮化處理的鉻鐵、錳鐵等，以及混有發(fā)熱劑的發(fā)熱鐵合金等。

基本分類

鐵合金的品種繁多，分類方法也多一般按下列方法分類:

(1)按鐵合金中主元素分類，主要有硅，錳，鉻，釩，鈦，鎢，鉬等系列鐵合金。

(2)按鐵合金中含碳量的分類，有高碳，中碳，低碳，微碳，超微碳等品種。

(3)含有兩種或者兩種以上合金元素的多元鐵合金，主要品種有硅鋁合金，硅鈣合金，錳硅鋁合金，硅鈣鋁合金，硅鋇鈣合金等。

(4)按生產方法分類:有高爐鐵合金，電爐鐵合金，爐外法(金屬熱法)鐵合金，真空固態(tài)還原鐵合金，電解法鐵合金，此外還有氧化物壓塊與發(fā)熱鐵合金等特殊鐵合金。

硅鐵、錳鐵、硅錳、鉻鐵、鎢鐵、釩鐵、鎳鐵、鉬鐵、鈦鐵、稀土鎂硅、稀土硅鐵、硅鈣合金、硅鋇合金、硅鋁合金、鉭鈮、磷鐵、硼鐵等。

鐵合金的主體元素一般熔點較高，或者它的氧化物難于還原，難于煉出純金屬，若與鐵在一起則較易還原冶煉。在鋼鐵冶煉中使用鐵合金,其中含鐵非但無害,而因為易熔于鋼水反較 有利。因此，煉鋼生產過程中的脫氧和添加合金，大多以鐵合金的形式加入。鐵合金一般很脆，不能作為金屬材料使用。

用坩堝冶煉低品位鐵合金是1860年左右開始的。后來發(fā)展了用高爐煉錳鐵和含硅12%以下的硅鐵。1890~1910年間在法國開始用電弧爐生產鐵合金。穆瓦桑(H.Moissan)曾用電弧爐對難還原元素進行系統(tǒng)試驗，埃魯(P.L.T.H□roult)應用于工業(yè)生產,當時都用焦炭和木炭作還原劑還原有關礦石，產品大多是高碳的。1920年以后，為了滿足優(yōu)質鋼和不銹鋼發(fā)展的需要，開始生產低碳鐵合金的新階段。一方面，在戈爾德施米特(K.Goldschmidt)1898年提出的鋁熱法制取金屬的工藝基礎上，發(fā)展出用鋁熱法冶煉一些不含碳的鐵合金和純金屬;另一方面研制出在電爐中氧化含硅合金的脫硅精煉法。由于鋁熱法生產費用太高，脫硅精煉法得到了較多的應用。直到如今中碳、低碳、微碳鉻鐵，中碳、低碳錳鐵，金屬錳大多仍用此法精煉。精煉鉻鐵的熱兌法即把液態(tài)的礦石、石灰熔體與硅鉻合金,通過熱兌混合加速反應,是脫硅精煉法的進一步發(fā)展。此外也用電解法生產純凈的合金添加劑(如金屬錳)，并采用真空脫碳法生產含碳極低的超微碳鉻鐵。數年還發(fā)展出應用純氧吹煉法精煉鉻鐵、錳鐵的方法。

中國在1940年左右用小型電爐生產硅鐵、錳鐵。1955年起吉林鐵合金廠開始大規(guī)模生產。隨后在各地建設了一批鐵合金廠，并用小型高爐生產錳鐵，滿足了全國鋼鐵工業(yè)的需要。