[发明专利]一种碳化铬添加剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种碳化铬添加剂及其制备方法，该添加剂包含Cr₃C₂，Cr与C的质量比为86‑87:12.5‑13.5；所述碳化铬添加剂为块状或颗粒状。本发明的碳化铬添加剂具备一定形状尺寸且纯度高，可以满足高档不锈钢材料的生产对铬、碳的精确控制，提高不锈钢材料的成品率，降低生产成本，具有实际推广意义。

技术领域

本发明属于硬质合金与合金钢领域，具体涉及一种碳化铬添加剂及其制备方法，尤其涉及一种用于钢铁冶炼过程中的碳化铬添加剂及其制备方法。

背景技术

碳化铬是一种在高温环境下具有良好的耐磨、耐腐蚀、抗氧化的高熔点的材料，以Cr₃C₂为基的金属陶瓷在高温下有极优异的抗氧化性能。含铬的合金钢﹐质地坚硬﹐耐磨﹐耐腐蚀﹐不生锈﹐应用于航空航天、石油化工、军工、航海、汽车等国民经济的绝大部分领域，需求量巨大。中国是不锈钢的生产大国和消费大国，产量占世界不锈钢产量的56%。我国不锈钢产量虽然数量大，但品种质量上还存在问题，2016年我国进口不锈钢77万吨，均为高品质不锈钢。国际上对不锈钢质量要求很高，高品质不锈钢的价格居高不下，其主要原因是铬元素的加入工艺复杂，高品质不锈钢的成品率不高。

在不锈钢的冶炼工艺中，铬元素的加入一般以铬铁块的形式加入，要求高的要以碳素铬铁加入。其目的是为了控制不锈钢中各元素含量，减少有害杂质，提高和稳定不锈钢的品质。但铬铁本身就有元素含量不稳定、杂质较多的问题，造成了高品质不锈钢产量低、价格高的问题。近几年的研究发现，以碳化铬的形式加入铬元素，能很好地控制不锈钢中的铬元素含量，能生产出品质稳定的不同牌号的不锈钢。碳化铬一般以粉末的形式存在，而在不锈钢冶炼时，碳化铬粉末的加入是不行的，因为碳化铬粉末在加入时很容易氧化形成氧化铬，并容易与其他元素反应形成杂质和其他有害物质，不能保证不锈钢的纯度和质量。

发明内容

针对现有碳化铬的情况，本发明的目的在于提供一种碳化铬添加剂及其制备方法，以满足现代高品质钢材的生产需要。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种碳化铬添加剂，包含Cr₃C₂，Cr与C的质量比为86-87:12.5-13.5；所述碳化铬添加剂为块状或颗粒状。

进一步地，Cr与C的质量比为86.1-86.9：12.6-13.4。

进一步地，所述碳化铬添加剂中，Cr与C所占质量百分数之和不小于99%。

进一步地，当所述碳化铬添加剂为块状时，其各方向尺寸位于2-5cm之间；当所述碳化铬添加剂为颗粒状时，其直径位于2-5cm之间。

如上述的碳化铬添加剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）制备Cr₃C₂粉末；

（2）对步骤（1）中获得的Cr₃C₂粉末进行球磨处理；

（3）将步骤（2）中球磨后的Cr₃C₂粉末装入模具内，压紧，获得Cr₃C₂坯体；

（4）将步骤（3）中获得的Cr₃C₂坯体置于1500-1600℃条件下，烧结35-45min，获得碳化铬添加剂成品。

进一步地，步骤（1）中Cr₃C₂粉末的制备过程包括如下步骤：

a、以Cr₂O₃和炭粉为原料，按碳化铬添加剂的元素组成计算出上述两种原料的所需质量，并分别称取上述两种原料，混合，获得原料混合物；