[发明专利]微碳纯净铬铁及其生产方法

说明书

本发明涉及一种金属合金以及该合金的冶炼方法，特别是一种微碳纯净铬铁及其生产方法。

铬铁合金是高合金钢，特别是耐热不锈钢和精密合金的一种重要的添加剂，使用量最大可以达到35％，因此铬铁合金的品质，特别是气体和夹杂物的含量就成为生产纯净钢不可忽视的重要因素。国外现已有品质较佳的铬铁合金，但其对生产设备、生产工艺的要求都很高，制造成本相应也较高。而我国目前由于受到设备和工艺的限制，还不能生产出品质较好的微碳纯净铬铁合金。目前我国所采用的真空法冶炼微碳铬铁由于是将碳素铬铁粉碎后直接进入真空炉进行真空脱碳，其原料含有较多的杂质，因此所生产的微碳铬铁合金含杂高，气体含量也较高，使其产品性能降低。而利用热兑法或氧气顶吹转炉生产微碳铬铁，由于是在熔融的液态下进行生产，使得炉内的熔渣和原料熔液相混合，而熔渣中含有许多夹杂物会进入金属液，无疑会降低产品的品质。同时这种生产方式是一种敞开式的生产方式，液体金属直接与大气接触，使空气中的氧和氮分子被吸入产品之中，从而导致最终产品中气体含量较高。另一方面熔渣还会带走一部分铬，使铬的回收率降低，这种生产方法至少会损失4～5％的铬。

本发明的目的在于提供一种品质较高的微碳纯净铬铁以及一种更加经济且生产工艺简单、生产效果更好的生产方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种微碳纯净铬铁，其特征在于它是由以下成份构成：

Cr≥85.0％  C≤0.04％ Si＜0.10％  P＜0.007％  S＜0.004％

Mn＜0.06％  V＜0.08％  Ti＜0.002％ N＜0.004％  O＜0.08％

Fe≤15％

一种用于生产上述微碳纯净铬铁的生产方法，其特征在于它包括以下步骤：

a.将碳素铬铁破碎、磨粉，使粒度＜0.074mm的磨粉占50％，0.074～0.124mm的磨粉占50％；

b.将粉状原料置入硝酸槽中，用浓度为90％的硝酸浸泡5～6小时；

c.将已经酸浸的碳素铬铁经过过滤后，用水清洗，并干燥；

d.取其中一部分经上述工艺处理后的碳素铬铁置于回转窖中进行不完全焙烧，温度为1000℃；然后分析其焙烧后碳素铬铁中的碳含量；将焙烧后含脱碳所需足够氧量的碳素铬铁粉与另一部分经酸浸处理后的碳素铬铁粉进行混合；

e.用粘结剂将经上述工艺处理的碳素铬铁粉粘结压块，并在400℃的温度下烘干6～8小时；

f.将干燥的压块料装入真空电阻炉内，真空电炉预抽前和熔炼后，真空度均控制在66pa以下，在1200～1450℃的温度条件下进行降碳、脱气处理。

本发明中所使用的原料是一种碳素铬铁合金，其原料成分为：

Cr≥64％，C≤6.5％，其它成分和要求应符合GB5683-87

对本发明的原理作如下的说明：经X光衍射分析碳素铬铁主要以(Cr-Fe)C₃形式存在，铬因溶于Cr₂O₃中，由于铬在冷硝酸中变成钝态不易溶，而铁与浓度较高的硝酸发生作用放出一氧化氮反应式为：

与强酸反应后放出二氧化氮，反应式为：

因此，经过酸浸后，Fe(NO₃)₃溶于水，经水洗后可除去，而一氧化氮和二氧化氮则可挥发掉。通过对原料的分析和计算，就可以得出酸浸所需要的硝酸的添加量。按生产量的要求，将一部分经酸浸处理，水洗干燥后的碳素铬铁粉加入回转窑中进行焙烧，焙烧后分析其碳的含量，由此，可计算焙烧料中Cr₇C₃和Cr₂O₃的比例，并以此作为配制脱碳所需氧量的计算依据。脱碳所需氧量要由部分碳素铬铁粉中的Cr₂C₃提供。将两部分配制好重量的碳素铬铁粉混合，并以水玻璃或糖浆进行粘结、压块成型后，在400℃的条件下干燥。将干燥后的压块料投入真空电阻炉内，在1200～1450℃的温度下进行降碳脱气，其反应方式如下：