不锈钢及铬系产品之间的关系

不锈钢及铬系产品之间的关系

以铬和铁为主要成分的铁合金。是不锈钢工业用的主要合金剂之一，除了主成分铬与铁外还含有碳、硅、硫、磷等杂质。铬铁含铬55％～75％，按含碳量分为高碳(4％～10％C)、中碳(0.5％～4％C)、低碳(>0.15％～0.5％C)和微碳(≤0.15％C)铬铁。高碳铬铁又称碳素铬铁，中、低、微碳铬铁又称精炼铬铁。一种用低铬铁比的铬矿生产的高碳铬铁，含Cr50％～55％称为炉料级铬铁，还有含N2％～10％的含氮铬铁作为氮合金剂使用，又称氮化铬铁。

1821年贝尔蒂尔(P．Berthier)在坩埚内加热木炭、氧化铬与氧化铁的混合物生产铬铁。这种方法一直使用到1857年弗雷迈(E．C．Fremy)用塔斯马尼亚(Tasmania)铁铬矿，在高炉内冶炼，得到含7％～8％Cr的塔斯马尼亚生铁。1870～1880年间，高炉生产的铬铁含30％～40％Cr，10％～20％C。穆瓦桑(H．Moissan)对电炉冶炼铁合金做了许多工作，并于1893年发表了在电炉内还原铬矿生产含67％～71％Cr，4％～6％C高碳铬铁的报道。用电炉取代高炉冶炼高碳铬铁是一个重大进步。1886年奥德斯杰纳(E．G．()delstjerna)描述了瑞典用电炉生产含70％Cr高碳铬铁的情况。贝克特(F．M．Becket)及其合作者从1906年至1940年间，开展硅还原铬矿生产低碳铬铁的工艺。在500kW单相双电极电炉(炉产量400kg)至12000kw三相电炉(炉产量10t)内试验和生产，以满足生产不锈钢的需要。1920年左右瑞典特乐尔赫坦铁合金厂制订了三步法生产低碳铬铁工艺。即电硅热法，亦称瑞典法。1939年波伦(R．Perrin)获得了用液态硅铬铁合金与铬矿一石灰熔体反应，生产低碳铬铁专利。通称波伦法，也称热兑法。这一方法经过不断改进，已成为生产低碳铬铁的主要方法。1949年埃拉斯姆斯(H．Erasmus)取得了真空固态脱碳法生产C0.01％的低碳铬铁的专利。在美国联合碳化物公司马里塔(Marietta)厂生产名为辛普雷克斯低碳(低硫)铬铁(SimplexFerrochrome)。

本世纪初，生产中碳铬铁的方法有3种：(1)用铬矿石精炼高碳铬铁；(2)在贝塞麦炉内吹炼高碳铬铁；(3)生产低碳铬铁时配加高碳铬铁。因用贝塞麦炉吹炼高碳铬铁生产的中碳铬铁含氮高，故氧气转炉很快被用来生产中碳铬铁。在70年代10t氧气顶吹转炉，10t氧气底吹转炉和25tCLU转炉先后投产生产中碳铬铁。

随着铬矿的块矿日益减少，粉矿增加，贫铬矿经选矿后得到的又全是精矿粉，这些均要通过烧结、球团和压块等方法生产人造块矿。日本昭和电工公司1970年在其子公司周南电工公司建成铬精矿制球、固态预还原、电炉(15000kw)熔炼的SRC法的年产6万t高碳铬铁厂。南非米德尔堡钢和合金公司使用ASEA的技术，于1983年在克鲁格斯厂投产1台16MVA直流电弧等离子炉(后又扩容为40MVA)，用铬粉矿生产高碳铬铁。瑞典铬公司1986年在马尔摩投产一座年产7．8万t高碳铬铁的等离子铬法工厂。

中国吉林铁合金厂于1956年开始生产高碳铬铁。1959年开始生产硅铬合金与低微碳铬铁。吉林铁合金厂、北京不锈钢研究总院与不锈钢设计研究总院共同研制的6000kVA真空电阻炉于1972年投产，用真空固态脱碳法生产微碳铬铁。上海铁合金厂与北京不锈钢研究总院于1973年开始研究顶吹氧转炉(It)吹炼中碳铬铁。1979年建成1台2.5t顶吹氧转炉生产中碳铬铁。