[发明专利]一种低硅低钛高碳铬铁合金及其制备方法

说明书

一种低硅低钛高碳铬铁合金，由以下重量百分比的组分组成：C：4.0～10.0％；Cr：55.0～65.0％；Si：0.1～0.3％；Mn：0.20～0.30％；Mo：0.40～0.80％；B：0.6～1.2％；Ni：0.10～0.30％；Ti：0.01～0.03％；Al：0.04～0.12％；S：0.05～0.10％；P：0.01～0.03％；Cu：0.10～0.30％；余量为Fe和不可避免的杂质。将铬矿粉、铁矿粉、焦炭、硅石进行混合熔化成铬铁合金液，再向其中加入锰、钼、硼、镍、钛、铝、铜熔化，再将还原剂、助还原剂和粘结剂加入上述合金液中得到铬铁合金。该方法由原料直接冶炼生产出合格的产品。

技术领域

本发明属于铬铁合金技术领域，具体涉及一种低硅低钛高碳铬铁合金及其制备方法。

背景技术

铬铁是生产不锈钢的最重要的原料，主要应用于生产不锈钢、滚珠轴承钢、工具钢、渗氮钢、热强钢、调质钢、渗碳钢和耐氢钢，这是由于铬在不锈钢中的起决定作用，决定不锈钢属性的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都一定含有一定数量的铬。不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。实验证明，只有含铬量超过12％时钢的耐蚀性能才会大大提高，因此，不锈钢中的含铬量一般均不低于12％。所以铬铁矿的供需状况是和不锈钢市场的供需状况息息相关的。

高碳铬铁主要用于不锈钢生产，其中200系不锈钢含铬量约在16％，300系不锈钢含铬量约在25％，400系不锈钢含铬量约在14％。铬铁需求量最大的300系不锈钢也是不锈钢生产中最大比例的产品。用作含碳较高的滚珠钢、工具钢和高速钢的合金剂，提高钢的淬透性，增加钢的耐磨性和硬度；用作铸铁的添加剂，改善铸铁的耐磨性和提高硬度，同时使铸铁具有良好的耐热性；用作无渣法生产硅铬合金和中、低、微碳铬铁的含铬原料；用作电解法生产金属铬的含铬原料；用作吹氧法冶炼不锈钢的原料。

在钢铁冶金和铸造等行业，高碳铬铁作为重要原料和添加剂应用广泛，随着市场经济的发展，钢铁企业对高碳铬铁合金成分的要求越来越苛刻；在特种轴承钢的生产的原料中，对高碳铬铁合金中钛、硅的含量有特殊的要求，硅含量小于0.3％、钛含量小于0.03％的高碳铬铁产品需求越来越大。

发明内容

本发明的目的是提供一种低硅低钛高碳铬铁合金及其制备方法，该方法由原料直接冶炼生产出合格的低硅低钛高碳铬铁，而且不需要在出料口处定期补加炭及镁质材料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种低硅低钛高碳铬铁合金，由以下重量百分比的组分组成：C：4.0～10.0％；Cr：55.0～65.0％；Si：0.1～0.3％；Mn：0.20～0.30％；Mo：0.40～0.80％；B：0.6～1.2％；Ni：0.10～0.30％；Ti：0.01～0.03％；Al：0.04～0.12％；S：0.05～0.10％；P：0.01～0.03％；Cu：0.10～0.30％；余量为Fe和不可避免的杂质。

优选的，其各组分的重量百分数如下：C：6.0％；Cr：60.0％；Si：0.2％；Mn：0.25％；Mo：0.60％；B：0.9％；Ni：0.20％；Ti：0.02％；Al：0.08％；S：0.07％；P：0.02％；Cu：0.20％；余量为Fe和不可避免的杂质。

一种低硅低钛高碳铬铁合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铬矿粉、铁矿粉、焦炭、硅石为原料进行混合，得到混合物料；以质量计，铬矿粉Cr₂O₃含量30～40％、粒度为10～50mm，焦炭固定碳含量80～90％、粒度为10～20mm，硅石SiO₂含量不小于97％、粒度为10～30mm；

(2)将所述的混合物料先在电熔炉中用石墨坩埚溽热至600-700℃，熔化成铬铁合金液，再依次向铬铁合金液中加入锰、钼、硼、镍、钛、铝、铜熔化，随后温度降至580-620℃，均匀搅拌3-5min；