铁合金

ferroalloys

【概述】

铁与一种或几种元素组成的中间合金，主要用于钢铁冶炼。在钢铁工业中一般还把所有炼钢用的中间合金，不论含铁与否（如硅钙合金），都称为“铁合金”。习惯上还把某些纯金属添加剂及氧化物添加剂也包括在内。

铁合金一般用作：①脱氧剂。在炼钢过程中脱除钢水中的氧，某些铁合金还可脱除钢中的其他杂质如硫、氮等。②合金添加剂。按钢种成分要求，添加合金元素到钢内以改善钢的性能。③孕育剂。在铸铁浇铸前加进铁水中，改善铸件的结晶组织。此外，还用作以金属热还原法生产其他铁合金和有色金属的还原剂；有色合金的合金添加剂；还少量用于化学工业和其他工业。

【冶炼】

铁合金的主体元素一般熔点较高，或者它的氧化物难于还原，难于炼出纯金属，若与铁在一起则较易还原冶炼。在钢铁冶炼中使用铁合金,其中含铁非但无害,而因为易熔于钢水反较有利。因此，炼钢过程中脱氧和添加合金,大多以铁合金的形式加入。铁合金一般很脆,不能作为金属材料使用。

用坩埚冶炼低品位铁合金是1860年左右开始的。后来发展了用高炉炼锰铁和含硅12％以下的硅铁。1890～1910年间在法国开始用电弧炉生产铁合金。穆瓦桑(H.Moissan)曾用电弧炉对难还原元素进行系统试验，埃鲁(P.L.T.H□roult)应用于工业生产,当时都用焦炭和木炭作还原剂还原有关矿石，产品大多是高碳的。1920年以后，为了满足优质钢和不锈钢发展的需要，开始生产低碳铁合金的新阶段。一方面，在戈尔德施米特(K.Goldschmidt)1898年提出的铝热法制取金属的工艺基础上，发展出用铝热法冶炼一些不含碳的铁合金和纯金属；另一方面研制出在电炉中氧化含硅合金的脱硅精炼法。由于铝热法生产费用太高，脱硅精炼法得到了较多的应用。直到现在中碳、低碳、微碳铬铁，中碳、低碳锰铁，金属锰大多仍用此法精炼。精炼铬铁的热兑法即把液态的矿石、石灰熔体与硅铬合金,通过热兑混合加速反应,是脱硅精炼法的进一步发展。此外也用电解法生产纯净的合金添加剂（如金属锰），并采用真空脱碳法生产含碳极低的超微碳铬铁。近年还发展出应用纯氧吹炼法精炼铬铁、锰铁的方法。

中国在1940年左右用小型电炉生产硅铁、锰铁。1955年起吉林铁合金厂开始大规模生产。随后在各地建设了一批铁合金厂，并用小型高炉生产锰铁，满足了全国钢铁工业的需要。

【资源】

冶炼铁合金用的矿石原料除硅石各地普遍存在以外，大都集中在少数地区，如铬矿90％赋存在南部非洲，锰矿大量储存在南非和苏联。矿石多数以氧化物或含氧盐的形式存在（如铬、锰、钨、镍、钒、钛等），有些为硫化物（如钼）。这些矿石品位不同，大都需要选矿富集。中国钨矿储量居世界第一位。镍、钼资源在70年代勘明有较大储量。攀枝花等地的钒钛磁铁矿含有大量钒、钛资源。锰矿在湖南、广西、贵州等地有相当储量，但品位较低。

【品种用途】

作为炼钢脱氧剂，应用最广泛的是锰铁和硅铁。强烈的脱氧剂为铝(铝铁)、硅钙、硅锆等（见钢的脱氧反应）。用作合金添加剂的常用品种有：锰铁、铬铁、硅铁、钨铁、钼铁、钒铁、钛铁、镍铁、铌(钽)铁、稀土铁合金、硼铁、磷铁等。各种铁合金又根据炼钢需要，按合金元素含量或含碳高低规定许多等级，并严格限定杂质含量。含有两种或多种合金元素的铁合金叫做复合铁合金，使用这类铁合金可同时加入脱氧或合金化元素，对炼钢工艺有利，且能较经济合理地综合利用共生矿石资源。常用的有：锰硅、硅钙、硅锆、硅锰铝、硅锰钙和稀土硅铁等。

炼钢用纯金属添加剂有铝、钛、镍和金属硅、金属锰、金属铬等。某些易还原的氧化物如MoO、NiO,也用于代替铁合金。此外，还有氮化铁合金，如经过氮化处理的铬铁、锰铁等，以及混有发热剂的发热铁合金等。

【生产和消费】

铁合金主要用电炉生产，电耗高（每吨综合平均约5000千瓦·时），需要丰富而价廉的电力资源。法国成为早期铁合金的主要生产国，挪威成为最大铁合金输出国，都是以当地丰富的水电资源为基础。70年代工业发达国家的铁合金消费量，按每生产一吨粗钢计，大致为20公斤；其中主要合金元素所占的份额为：锰5.5～6.5公斤，硅2～3公斤，铬2～3公斤。

【铁合金专利技术集】

１、３５００ｋｖａ矿热炉生产硅铝铁合金的方法

２、ｒ－铁合金的制造法

３、奥氏体镍－铬－铁合金结构零件的改进

４、板坯连铸机的结晶器铜板上电镀镍铁合金的工艺

５、板坯连铸机结晶器铜板上电镀镍－铁合金的方法

６、钡硅铁合金生产工艺

７、不易粉化铝铁合金及其生产方法

８、超磁致伸缩稀土铁合金棒的制造方法

９、齿轮电镀锌－铁合金及其黑色钝化工艺

１０、串叠造型装置中湿型非铁合金非重力浇铸后浇口封闭法

１１、磁记录介质用的强磁性铁合金粉末及其制造方法

１２、磁铁合金薄带及树脂粘结磁铁

１３、带有铁铝扩散层的铁合金及其制备方法

１４、低磷低硫铝铁合金

１５、低铝硅钛铁合金的制造方法

１６、低温电镀铁合金配方

１７、镀镍－铁合金的聚酯膜

１８、多层镍铁合金复合涂镀工艺

１９、粉铬矿还原性烧结造块冶炼铬铁合金工艺

２０、复合碳铁合金块及其生产方法

２１、感应炉引熔重熔硅铁合金粉粒的方法

２２、高纯度硼铁合金、铁基非晶态合金用母合金和铁基非晶态合金及其制造方法

２３、高含铁量锌－铁合金材料的丝材加工方法

２４、高钛铁合金粉制备方法

２５、硅钡钙硼镁铁合金及其制备方法

２６、硅钡钙铁合金复合脱氧剂及其制备方法

２７、硅钙钡锶铁合金复合脱氧剂

２８、含钼、铜和硼的铁合金

２９、含锰硅的铁合金中频电炉冶炼方法

３０、含钛量高的钛铁合金制造方法

３１、灰色铸铁合金和铸造内燃机部件

３２、降低钨－镍－铁合金机械特性值分散性的方法

３３、交流等离子熔融还原直接冶炼微碳铁合金的方法和装置

３４、抗腐蚀的非晶态铁合金

３５、颗粒状硅磷铁合金的生产方法

３６、快速滚镀镍－铁合金的电镀液及方法

３７、矿热炉、感应炉双联压力加镁生产稀土镁硅铁合金的生产工艺

３８、矿热炉、中频工频电炉双联熔炼压力加镁、稀土镁硅铁合金生产工艺

３９、矿热炉冶炼铁合金的方法及其所用的碳质还原剂

４０、矿热炉一步法生产硅钙铝钡铁合金工艺

４１、矿热炉一步法生产硅铝钡铁合金复合脱氧剂的方法

４２、镧基稀土（镁）硅铁合金及其冶炼工艺

４３、离合器片模具铁合金衬套

４４、利用铁合金炉渣制取耐火材料制品的方法

４５、连续式铁合金烘烤炉

４６、连铸结晶器铜板工作面电镀镍铁合金工艺

４７、炼钢脱氧剂硅钡锶钙铁合金

４８、炼钢用的微硅低碳低磷低硫锰铝钛铁合金

４９、磷铁合金及其在水泥复合物中的应用

５０、铝镁铁合金脱氧剂

５１、铝－铁合金极薄带材的制备方法

５２、耐氧化性能优良的永久磁铁合金

５３、铌铁精矿制取优质铌铁合金的方法

５４、镍钴铁合金及其生产方法

５５、镍硅铁合金

５６、镍铁合金电镀法

５７、镍铜硅铁合金

５８、泡沫铁合金材料、泡沫铁基复合材料及其制备方法

５９、硼硅铁、硼铁合金的冶炼方法

６０、汽轮机铁合金零件被磨损表面的修复方法

６１、球墨铸铁合金

６２、熔炼铁合金的方法和装置

６３、熔炼铁合金的方法及其设备

６４、熔融铁合金的脱硫方法

６５、生产合成炉渣及生铁合金的方法及装置

６６、生产铝基低铁合金的坩埚

６７、使用原煤作还原剂生产铁合金的方法

６８、适用于精炼钢合金化处理的钛铝铁合金

６９、适用于一步法生产稀土硅铁合金的矿热炉

７０、钛铁合金的制造方法

７１、碳热还原氟碳铈矿制取稀土硅铁合金的工艺

７２、提高铁合金强度的活化混合物

７３、铁合金不锈炊具锅

７４、铁合金材料的烧结方法

７５、铁合金成型铸锭模

７６、铁合金场地浇铸装置

７７、铁合金的破碎方法

７８、铁合金的生产方法

７９、铁合金电炉烟气净化装置

８０、铁合金电炉用压力环

８１、铁合金粉屑的成型方法

８２、铁合金粉压块技术

８３、铁合金封闭电炉煤气干法除尘方法

８４、铁合金高压锅及其制造方法

８５、铁合金颗粒成型机

８６、铁合金矿热炉阻抗监控仪

８７、铁合金连续铸造用结晶器

８８、铁合金埋弧炉炉况分析仪

８９、铁合金碎粉料的回收利用工艺

９０、铁合金烟气净化制胶工艺设备

９１、铜与含铁合金组合的高炉冷却壁

９２、硒锗铁合金锅及其制造方法

９３、稀土硅钡钙钛铁合金及其制备方法

９４、稀土硅镁钙铁合金及其制备方法

９５、稀土铝锰钒铁合金及其制备方法

９６、稀土粘结磁铁与稀土铁硼型磁铁合金

９７、锌－铁合金镀层的电沉积

９８、锌铁合金锅

９９、氧化物分散体增强的含铬的铁素体铁合金管的生产方法

１００、冶炼硅铁合金的方法