阅读说明：本技术 一种低硅低钛高碳铬铁合金及其制备方法 (Low-silicon low-titanium high-carbon ferrochromium and preparation method thereof ) 是由 王应青 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：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。(A low-silicon low-titanium high-carbon ferrochrome alloy comprises the following components in percentage by weight: 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%; the balance being Fe and unavoidable impurities. Mixing and melting chromium ore powder, iron ore powder, coke and silica to obtain ferrochrome alloy liquid, adding manganese, molybdenum, boron, nickel, titanium, aluminum and copper to the ferrochrome alloy liquid for melting, and adding a reducing agent, a reducing assistant and a binder to the alloy liquid to obtain the ferrochrome alloy. The method produces qualified products by directly smelting raw materials.)

一种低硅低钛高碳铬铁合金及其制备方法

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；

(3)在氩气的保护下，将还原剂、助还原剂和粘结剂加入上述铬铁合金液中，熔化完全后，搅拌4-6min；

(4)除去浮渣，在600-700℃加入铬铁合金精炼剂进行精炼，搅拌20-30min，然后进行扒渣、脱气；

(5)进行炉前成分分析合格后，将精炼后的铬铁合金液进行固溶处理和时效处理，得到铬铁合金。

优选的，所述步骤(1)中铬矿粉Cr₂O₃含量35％、粒度为30mm，焦炭固定碳含量85％、粒度为15mm，硅石SiO₂含量不小于97％、粒度为20mm。

优选的，所述步骤(3)中还原剂、助还原剂和粘结剂的质量比为2：3：2。

与现有技术相比，本发明制备工艺参数能有效改善铬铁合金工艺性能，提高铬铁合金加工及热处理的强度，有效保证了铸造性能、机械性能，同时铬铁合金的强度、韧性、延展性和耐磨能力均得到有效的提高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

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％；Cr：55.0％；Si：0.1％；Mn：0.20％；Mo：0.40％；B：0.6％；Ni：0.10％；Ti：0.01％；Al：0.04％；S：0.05％；P：0.01％；Cu：0.10％；余量为Fe和不可避免的杂质。

上述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；

(3)在氩气的保护下，将还原剂、助还原剂和粘结剂加入上述铬铁合金液中，熔化完全后，搅拌4-6min；还原剂、助还原剂和粘结剂的质量比为2：3：2；

(4)除去浮渣，在600-700℃加入铬铁合金精炼剂进行精炼，搅拌20-30min，然后进行扒渣、脱气；

(5)进行炉前成分分析合格后，将精炼后的铬铁合金液进行固溶处理和时效处理，得到铬铁合金。

实施例2

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：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。

上述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35％、粒度为30mm，焦炭固定碳含量85％、粒度为15mm，硅石SiO₂含量不小于97％、粒度为20mm；

(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；

(3)在氩气的保护下，将还原剂、助还原剂和粘结剂加入上述铬铁合金液中，熔化完全后，搅拌4-6min；还原剂、助还原剂和粘结剂的质量比为2：3：2；

(4)除去浮渣，在600-700℃加入铬铁合金精炼剂进行精炼，搅拌20-30min，然后进行扒渣、脱气；

(5)进行炉前成分分析合格后，将精炼后的铬铁合金液进行固溶处理和时效处理，得到铬铁合金。

实施例3

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：10.0％；Cr：65.0％；Si：0.3％；Mn：0.30％；Mo：0.80％；B：1.2％；Ni：0.30％；Ti：0.03％；Al：0.12％；S：0.10％；P：0.03％；Cu：0.30％；余量为Fe和不可避免的杂质。

上述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；

(3)在氩气的保护下，将还原剂、助还原剂和粘结剂加入上述铬铁合金液中，熔化完全后，搅拌4-6min；还原剂、助还原剂和粘结剂的质量比为2：3：2；

(4)除去浮渣，在600-700℃加入铬铁合金精炼剂进行精炼，搅拌20-30min，然后进行扒渣、脱气；

(5)进行炉前成分分析合格后，将精炼后的铬铁合金液进行固溶处理和时效处理，得到铬铁合金。

上述实施例的制备工艺参数能有效改善铬铁合金工艺性能，提高铬铁合金加工及热处理的强度，有效保证了铸造性能、机械性能，同时铬铁合金的强度、韧性、延展性和耐磨能力均得到有效的提高。