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。

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%。現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。

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。

鉻

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。

中華人民共和國國家標準

基本信息

標準號 StandardNo: GB/T 5683-2008

中文標準名稱 StandardTitle in Chinese: 鉻鐵

英文標準名稱: Ferrochromium

發布日期 IssuanceDate: 2008-8-5

實施日期 ExecuteDate: 2009-4-1

首次發布日期 FirstIssuance Date: 1985-12-4

標準狀態 StandardState: 現行

復審確認日期 ReviewAffirmance Date:

計劃編號 Plan No: 20060930-T-605

代替國標號 ReplacedStandard: GB/T 5683-1987,GB/T 5684-1987

被代替國標號 ReplacedStandard:

廢止時間 RevocatoryDate:

采用國際標準號 AdoptedInternational Standard No: ISO 5448:1981

采標名稱 AdoptedInternational Standard Name: 鉻鐵 規格和交貨條件

采用程度 ApplicationDegree: MOD

采用國際標準 AdoptedInternational Standard: ISO

國際標準分類號(ICS): 77.100.

中國標準分類號(CCS): H42

標準類別 StandardSort: 產品

標準頁碼 Number ofPages:

標準價格(元) Price(￥):

主管部門 Governor: 中國鋼鐵工業協會

歸口單位 TechnicalCommittees: 全國鋼標準化技術委員會

起草單位 DraftingCommittee: 中鋼集團吉林鐵合金股份有限公司、冶金工業信息標準研究院

范圍

本標準規定了鉻鐵的技術要求、試驗方法、檢驗規則以及包裝、儲運、標志和質量證明書。

本標準適用于煉鋼或鑄造作為合金加入劑的鉻鐵,其中包括微碳鉻鐵、低碳鉻鐵、中碳鉻鐵、高碳鉻鐵和真空法微碳鉻鐵。

規范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準。

GB/T3650 鐵合金驗收、包裝、儲運、標志和質量證明書的一般規定

GB/T4010 鐵合金化學分析用試樣的采取和制備(GB/T4010-1994,neqISO4552:1987)

GB/T4699.2 鉻鐵與硅鉻合金 鉻含量的測定 過硫酸銨氧化滴定法和電位滴定法

(GB/T4699.2-2008,ISO4140:1979,MOD)

GB/T4699.3 鉻鐵、硅鉻合金和氮化鉻鐵 磷含量的測定 鉍磷鉬藍分光光度法和鉬藍分光光度法

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