当合金中Si<20％时，基本上由一个相(Cr，Fe)₃(C，Si)₂组成。可以认为是Cr₃C₂中部分Cr为Fe取代，部分C由Si取代的结果。当硅含量增加至>20％～29％时即形成新的复合相(Cr，Fe)(Si，C)。过剩的Cr与Fe组成金属间化合物FeCr，即σ相。含S i29％～34％之间增加了新相(Cr，Fe)Si。当Si超过34％，铬、铁与硅形成硅化物。由于含硅量增多而出现CrSi₂与SiC相。铬与硅问的亲和力比铁与硅的大，所以先生成CrSi₂。但是CrSi₂与FeSi₂的结晶构造不同，相互间不能形成固溶体。含Si44％～5l％时，Cr与Si生成CrSi₂，部分FeSi与Si生成FeSi₂。当Si51％～60％时，合金由CrSi₂、FeSi₂、SiC与Si组成。从上述结果可以看出含硅高的铬硅铁合金是由铬和铁的硅化物、SiC及Si组成，即碳是以SiC相存在。工业生产的硅铬铁合金的结构分析与此基本吻合。碳以不溶解于液相硅铬铁的SiC相存在。

硅铬铁合金的饱和含碳量与含硅量的关系见图2。图中表示在1625℃与1725℃时3种硅铬铁合金：含Cr～30％，含Fe20％～25％和含Fe15％～20％的结果。工业生产的硅铬铁合金的物理性质如下：

生产工艺 用铬矿石生产硅铬铁合金的工艺有两种：一步法和二步法。一步法是将铬矿石、硅石、焦炭等在埋弧还原电炉内直接炼成硅铬铁合金。所以也称直接法或有渣法。这种方法因渣量大，铬损失于渣中较多。MgO、Al₂O₃、CaO被部分还原和挥发，使生产能耗增大，故又发展了二步法，即首先将铬矿和焦炭以及部分硅石作熔剂，在埋弧还原电炉内炼成高碳铬铁，并粒化或破碎成粒状；再将高碳铬铁粒与硅石、焦炭在另一座埋弧还原电炉内炼成硅铬铁合金。因产品含碳较高，需要在炉外作降碳处理，才能得到碳合格的硅铬铁合金。因为铬矿石是经两个步骤才炼出合金，所以称二步法。亦称间接法或无渣法。经过长期改进操作，一步法与二步法相比，少用一台电炉使投资减少；可以直接得到低碳产品；工艺流程短。通过炉渣回收金属后，铬的回收率较高和冶炼总电耗较低；但其工艺较难掌握。主要是炉渣黏稠，从炉内顺利排渣的问题不好解决。除此之外还有摇包脱碳法和渣洗脱碳法。

一步法 铬矿石、硅石、焦炭和钢屑混合均匀后，加入埋弧还原电炉内。选择合理的供电制度，使电极深插炉料层中，以保持炉渣温度高，有利还原反应和对产出的合金进行精炼，并破坏SiC使炉渣较易从炉内排出。通过配料使炉渣组分中MgO/Al₂O₃之比值小于2，SiO₂含量控制在40％～50％之间，才能使合金中的碳含量小于0.04％和对炉渣排出有利。熔池中存在一较厚的渣层。其上层与冶炼高碳铬铁的情况相似，渣中含SiO₂44％，SiC23％。下部则为硅铬铁合金与终渣。下层渣中含SiO₂30％，SiC 2％。生产中存在的主要困难是从炉内排出炉渣的问题。所以炉前应安装拉渣机。即用钢棍从出铁口伸入炉内将炉渣粘着在铁棍上，从熔池中拉出。炉渣黏度大，夹杂有大量合金，要用重力选矿方法如用跳汰机选出。可使铬回收率提高约5％。

日本钢管公司(NKK)富山厂在4万kVA封闭电炉内用一步法生产硅铬铁合金。电炉变压器容量4万kVA，额定负荷为2.4万kW。二次电压当△一△连接时为155～200V，(每级电压差5V)。二次电流115万A(最大)。用自焙电极，电极直径1500mm。当输入负荷为2.2万kW时，输入电极电负荷密度为208W／cm²。炉体直径11500mm，高6160mm，炉盖高约1200mm。炉膛直径8930mm，深3900mm。有8个出铁口，每4h出炉一次；炉底旋转，也可以摆动，转速为72～600h／r；有开眼机和泥炮。冶炼用铬矿经搭配后入炉时的化学成分为：Cr₂O₃ 44.32％，SiO₂ 9.92％，FeO17.57％，Al₂O₃9.68％，MgO14.58％，S<0.006％，P<0.004％；粒度10～70mm。硅石含SiO₂97.7％，P 0.005％；粒度50～100mm。焦炭含固定碳84.0％，灰分14.9％，挥发分1.1％，P 0.021％，S 0.544％；粒度10～50mm。炉料经原料系统配料，送至炉顶料仓加入炉内。冶炼时将电极插入炉料，深度保持为1.5m。通过配料控制炉渣成分，保持渣中含Sit：)。约45％。生产的合金中碳含量与硅含量成反比(见图3)。从图中可以看出，与二步法相比，一步法生产的硅铬铁合金含碳量较低。硅铬铁合金的典型化学成分Cr36.8.％，Si42.3％，Fe16.3％，C 0.05％，P 0.025 S0.004％，Al 0.19％，Ca 0.03％。炉渣成分为：Cr 0.95％、SiO₂4 5.9％、CaO 2.3％，Al₂O₃ 23.9％，MgO25.0％，FeO 0.80)P 0.0067，全C 2．6％，SiC2.64％。生产lt硅铬铁合金消耗铬矿石1297kg，返回品37kg，硅石1360kg；钢屑24kg；焦炭816kg；电极50．5kg。电能消耗7050kW•h。产渣量为715kg／t。铬回收率90．6％。炉子实际负荷22591kW。

二步法 第一步生产高碳铬铁；(工艺见铬铁)第二步用高碳铬铁、硅石、焦炭、钢屑冶炼硅铬铁合金的硅gui工艺与冶炼45％硅铁相似，所不同者是用高碳铬铁粒代替钢屑。冶炼流程见图4。碳(焦炭与碳化物的碳)还原SiO₂为Si，以促使(Cr，Fe)₇C₃，转变为CrSi₂、FeSi₂与SiC的过程。高碳铬铁的粒度对(Cr，Fe)₇C₃的破坏影响很大。较小的高碳铬铁粒度与均匀的炉料混合，增加了Si对(Cr，Fe)₇C₃的接触，可以在进入熔池前被彻底破坏。生产实践证明，使用较大块的高碳铬铁冶炼硅铬铁合金时，含碳可达0.13％；而用小于20mm的粒度时，含碳<0.06％。硅铬铁合金含硅量增加则含碳量降低。当含Si>34％时则生成SiC。含Si>43％时则合金含碳量下降不明显。因此生产硅铬铁合金时，硅含量控制在43％～53％之间较合适。SiC在硅铬铁合金中的溶解度很小，基本上是以悬浮物存在，需要有适当条件才能从合金中分离出来。SiC从合金中上浮需要有较高的出炉温度，如1650～1750℃；在铁水包中镇静较长的时间，如大于60min；将合金的铬含量控制在34％以下，以降低合金的黏度。通过保温镇静，合金的含碳量可以由0.15％～0.30％降至0.04％。但是包中合金上下层间与中心及边沿间碳含量的差别较大。从炉内排出的合金含C 0.4％～0.8％，不能作为生产微碳铬铁的中间合金，需经过炉外脱碳处理。工业生产采用摇包脱碳法与渣洗脱碳法。

摇包脱碳法 将盛有硅铬合金液和脱碳剂的铁水包放在摇包架上。使铁水包作偏心运动。在50～55r／min的转速下使包内熔体产生“海浪波”运动。熔体的质点上、下运动而产生混合和搅拌作用，为硅铬铁合金与脱碳剂混合创造良好条件。SiC从合金中析出后被脱碳剂吸收。脱碳剂为微碳铬铁炉渣，或石灰与萤石渣。用量为硅铬铁合金的5％～8％。摇动时间为5～10min。摇包脱碳处理后，硅铬铁合金的碳含量可以降至0.02％。

渣洗脱碳法 将液态硅铬合金直接注入液态微碳铬铁炉渣中。渣液被合金液冲散和混合，通过液态合金上升，炉渣吸附了大部分碳化硅。在冷却过程中，合金继续析出碳化硅，上浮到渣与合金的接触面进入渣中。通过渣洗，渣中含碳量可达4％，合金中含碳量可以降到0.02％。渣洗不但降碳率高，还可以回收微碳铬铁渣中的铬。渣中含铬量降至0.5％左右。通过渣洗，硅铬铁合金的含磷可下降75％～90％。

生产lt含Cr35％、Si42％的硅铬合金，消耗硅石910～980kg，高碳铬铁(Cr66％)550～570kg，焦炭410～450kg，钢屑40～80kg。电能4800～5100kW•h。铬回收率为93％～95％，硅回收率为94％～95％。生产高碳铬铁的铬回收率为94％，则由铬矿至硅铬铁合金的铬总回收率为87％～89％。