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鐵合金生產技術

用坩堝冶煉低品位鐵合金始於1860左右。後來用高爐研制出矽含量在12%以下的錳鐵和矽鐵。1890 ~ 1910年間,法國用電弧爐生產鐵合金。穆瓦桑用電弧爐系統地測試難熔元素,而P . l . t . h□魯爾特則用於工業生產。當時以焦炭和木炭為還原劑還原相關礦石,產品多為高碳。1920以後,為了滿足優質鋼和不銹鋼發展的需要,開始了生產低碳鐵合金的新階段。壹方面,在Goldschmit在1898中提出的鋁熱法的基礎上,用鋁熱法冶煉壹些無碳鐵合金和純金屬。另壹方面,開發了電爐氧化含矽合金的脫矽精煉方法。由於鋁熱法生產成本過高,脫矽精煉法被廣泛采用。迄今為止,大部分中碳、低碳和微碳鉻鐵、中碳和低碳錳鐵以及金屬錳仍用這種方法精煉。熱混法精煉鉻鐵是脫矽精煉法的進壹步發展,通過熱混加速液態礦石、石灰熔體和矽合金的反應。此外,電解還生產純合金添加劑(如金屬錳),真空脫碳生產碳含量極低的超細鉻鐵。近年來還發展了純氧吹煉鉻鐵和錳鐵的方法(見鐵合金冶煉)。

中國在1940左右用小電爐生產矽鐵和錳鐵。從65438年到0955年,吉林鐵合金廠開始批量生產。隨後,各地建起了壹批鐵合金廠,用小高爐生產錳鐵,滿足了全國鋼鐵工業的需要。(見彩圖碳錳鐵鑄造機)

除矽石外,冶煉鐵合金所用的原料大多集中在少數地區。比如90%的鉻礦存在於南部非洲,錳礦儲藏在南非和蘇聯。大多數礦石以氧化物或含氧鹽(如鉻、錳、鎢、鎳、釩、鈦等)的形式存在。),還有壹些是硫化物(如鉬)。這些礦石品位不同,大多數需要選礦和富集。中國鎢儲量居世界第壹。20世紀70年代發現鎳和鉬資源儲量巨大。攀枝花等地的釩鈦磁鐵礦中含有大量的釩鈦資源。錳礦在湖南、廣西、貴州等地儲量可觀,但品位較低。

作為煉鋼的脫氧劑,錳鐵和矽鐵是最廣泛使用的。強脫氧劑有鋁(鋁鐵)、矽酸鈣、矽酸鋯等。(見鋼的脫氧反應)。常用作合金添加劑的品種有:錳鐵、鉻鐵、矽鐵、鎢鐵、鉬鐵、釩鐵、鈦鐵、鎳鐵、鈮鐵(鉭)、稀土鐵合金、硼鐵、磷鐵等。(表1普通鐵合金)。根據煉鋼需要,各種鐵合金按合金元素含量或碳含量分級,雜質含量有嚴格限制。含有兩種或兩種以上合金元素的鐵合金稱為復合鐵合金。使用這種鐵合金,可以同時加入脫氧或合金元素,有利於煉鋼工藝,可以經濟合理地綜合利用原礦資源。常用的有:錳矽、鈣矽、鋯矽、鋁矽錳、鈣矽錳和稀土矽鐵。

煉鋼用純金屬添加劑包括鋁、鈦、鎳、金屬矽、金屬錳和金屬鉻。壹些可還原的氧化物,如MoO□和NiO,也用來代替鐵合金。此外,還有氮化鐵合金,如氮化鉻鐵和錳鐵,以及混合有加熱劑的加熱鐵合金。

鐵合金的生產和消費主要靠電爐生產,電爐耗電高(每噸約5000 kW/h),需要豐富廉價的電力資源。法國成為早期鐵合金的主要生產國,挪威成為鐵合金的最大出口國,都是基於當地豐富的水電資源。在20世紀70年代,工業化國家鐵合金的消耗量約為每生產壹噸粗鋼20公斤。主要合金元素占錳5.5-6.5公斤,矽2-3公斤,鉻2-3公斤。壹些國家鐵合金的生產和銷售情況見表2。部分國家鐵合金的產量、產量、輸入量為1980。

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