鐵合金的基本知識(shí)

1、鐵合金的基本知識(shí)鐵合金的基本知識(shí)1.1.鐵合金的定義和用途鐵合金的定義和用途定義：一種或一種以上的金屬元素與鐵組成的合金。例如硅鐵，錳鐵等。用途:(1)生產(chǎn)上的脫氧劑。在煉鋼生產(chǎn)中，特別是轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)，向生鐵水（含碳4﹪左右）吹氧降碳并除去鐵水中的磷、硫得有害雜質(zhì)時(shí)，使鐵水轉(zhuǎn)化為鋼水（含碳小于2﹪左右叫鋼水）的過(guò)程中會(huì)存在過(guò)氧化現(xiàn)象，鋼水含過(guò)量的氧。因此，在煉鋼過(guò)程（出鋼水過(guò)程）中需添加一定量的與氧親和力強(qiáng)的活潑元素，這個(gè)過(guò)程叫脫氧。所用

2、的鐵合金叫脫氧劑。常用元素有Si、Ca、Ba、Al等，所用脫氧劑常有硅鈣、硅鈣鋇、硅鋇、硅鋇鋁、硅鋁、硅鋁錳等鐵合金。(2)煉鋼生產(chǎn)上的合金劑。合金鋼中合金元素，是用加入鐵合金的方法實(shí)現(xiàn)的。用于調(diào)整鋼中合金元素的鐵合金叫煉鋼的合金劑。常用的元素有Si、Mn、Cr、W、V、Ti、Nb、Ni、Al等，常用的合金有：硅鐵，硅錳，錳鐵，鉻鐵，硅鉻，鎢鐵，釩鐵，鈦鐵，鎳鐵，鈮鐵，鋁錳鐵等。(3)鑄造的孕育劑，球化劑。在鑄造過(guò)程中，在澆注前加入一些

3、含有適量Re(稀土元素的總稱(chēng))、Mg、Ca、Ba、Si等元素的鐵合金，這些元素能使鑄鐵水中的碳盡快石墨化并均勻分散，同時(shí)兼有去氣脫硫、磷的作用。提高鑄件的機(jī)械強(qiáng)度及韌性。常用的鐵合金有稀土硅鈣鎂及稀土硅鐵、硅鎂鐵（即球化劑），低鋇鈣硅鐵（即孕育劑）等。(4)做還原劑。例如硅鐵可做為鉬鐵、釩鐵、鎢鐵的還原劑，硅錳、硅鉻可做為中低碳錳鐵、中低碳鉻鐵的還原劑。(5)制造其他合金的原料（中間合金）。金屬鋁、金屬鈣、金屬鎂和硅鐵，硅錳，硅鋇可在感

4、應(yīng)爐中重熔成硅錳鋁、硅鈣鋁、硅鈣鋇鋁，硅鈣鋇鎂等多種復(fù)合脫氧劑。硅鐵、高硅錳及富錳礦（預(yù)熱后脫水及提高入爐溫度后）入電弧爐內(nèi)生產(chǎn)中低碳錳鐵等。1.2.鐵合金品中和分類(lèi)鐵合金品中和分類(lèi)1.2.1.按元素分：有硅、錳、鉻、釩、鈦、鎢等。1.2.2.按碳高低分：高、中、低、微、超微碳鐵合金。1.2.3.按生產(chǎn)方式分：高爐鐵合金，電爐鐵合金，爐外法鐵合金，轉(zhuǎn)爐中低碳鐵合金等等。1.3.鐵合金的生產(chǎn)方法鐵合金的生產(chǎn)方法一般按下列方法分：（1）冶煉

5、設(shè)備的的特點(diǎn)分：有高爐法、電爐法、轉(zhuǎn)爐法、；真空電阻爐法；感應(yīng)爐法；爐外法；等離子爐法。（2）按熱量來(lái)源分：碳熱法、電熱法、電硅法、金屬熱法。（3）按冶金工藝過(guò)程分：無(wú)熔劑法和有熔劑法；間歇式或連續(xù)式。（4）按過(guò)程渣量多少分：有渣法和無(wú)渣法（微渣法）。以上當(dāng)前是鐵合金生產(chǎn)常見(jiàn)分法。下面就不同設(shè)備的鐵合金冶煉簡(jiǎn)要介紹。1.3.1.高爐法工藝類(lèi)似于冶煉生鐵。焦炭做為熱量來(lái)源及還原劑。生產(chǎn)的品種有高爐錳鐵、低硅硅錳、低硅硅鐵（Si﹤10﹪）等

6、。其特點(diǎn)是要求還原溫度低的合金，具有產(chǎn)量高，電耗少，成本低，原料品位要求不太高的優(yōu)點(diǎn)。1.3.2.電爐法占鐵合金產(chǎn)品的70﹪以上，是目前的鐵合金生產(chǎn)的主要方法。又分礦熱爐法和電弧爐法。用碳做還原劑進(jìn)行鐵合金冶煉所用的礦石還原電爐叫礦熱爐。其冶煉過(guò)程是將碳質(zhì)還劑和礦石按一定料批組成按相應(yīng)工藝要求加入爐內(nèi)，電極工作端被爐料所掩埋，依賴(lài)工作電極底端的弧光熱及電流通過(guò)爐料的電阻熱發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，獲得合金產(chǎn)品。其生過(guò)程一般是要求埋弧操作，爐況良

7、好時(shí)沒(méi)有強(qiáng)的電弧聲，品種有硅鐵，硅錳，硅鉻等等。電弧爐法是用硅質(zhì)合金（做下一合金的原料或叫中間合金，如硅鐵、硅錳、）做還原劑，在電弧爐中進(jìn)行。其熱量一部分為硅氧化的化學(xué)熱，不足部分由電弧熱提供。所用原料有硅質(zhì)合金、礦石、熔劑等。其生產(chǎn)過(guò)程電弧光及電弧聲比較強(qiáng)。類(lèi)似于電爐煉鋼電弧爐。生產(chǎn)品中有中低碳錳鐵、中低碳鉻鐵等。1.3.3.爐外法又叫金屬熱法，它是利用金屬（Al、75%FeSi、AlMg合金）在還原過(guò)程的化學(xué)熱加熱合金及爐渣，并自法

8、進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的冶金方法。一般采用筒式爐。品種有鈮鐵、鉬鐵、高硼鐵等。1.3.4.轉(zhuǎn)爐法近年發(fā)展的生產(chǎn)中、低碳鉻、錳鐵，具有耗電少，產(chǎn)量高，成本低特點(diǎn)。類(lèi)似轉(zhuǎn)爐煉鋼吹煉過(guò)程。1.3.5.真空電阻爐法又稱(chēng)真空固態(tài)脫碳法。品種有氮化鉻鐵，氮化錳鐵等。把壓制成的塊料入爐，通電流加熱，同時(shí)抽氣，脫碳在固態(tài)下進(jìn)行，后充氮?dú)膺M(jìn)行滲氮（叫滲氮工藝）得到氮化低碳合金。1.4.1.4.鐵合金的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)鐵合金的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.4.1.產(chǎn)量指標(biāo)分法為實(shí)物量

9、和基準(zhǔn)量實(shí)物量是指合格的實(shí)際物品產(chǎn)量?；鶞?zhǔn)量是實(shí)物量按國(guó)家規(guī)定的主元素元素基準(zhǔn)含量折算而成?；鶞?zhǔn)量=實(shí)物量合格產(chǎn)品主元素成分（﹪）／產(chǎn)品含主元素的基準(zhǔn)成分。1.4.2.質(zhì)量指標(biāo)合格率=合格產(chǎn)品產(chǎn)（基準(zhǔn)量）／（合格產(chǎn)品量廢品）（基準(zhǔn)量）1.4.3.單位電耗單位電耗=總電耗（度）總產(chǎn)量（基準(zhǔn)量）1.4.4.原料消耗原料消耗=總料耗量總產(chǎn)量（基準(zhǔn)量）1.4.5.設(shè)備作業(yè)率日設(shè)備作業(yè)率=實(shí)際日設(shè)備運(yùn)行時(shí)間（小時(shí)）24小時(shí)；年設(shè)備作業(yè)率=年實(shí)際設(shè)