铁合金冶炼

冶炼方法

铁合金根据产品品种和质量要求采用不同的冶炼方法，主要有碳还原法（高炉、电炉）、金属热还原法和电解法；并可采用脱硅精炼、吹氧、真空固态脱碳等方法进行精炼。某些合金元素在矿石中含量很低，必须先进行富集，包括选矿和湿法冶金或火法冶金处理，提取纯净的氧化物或其他中间产品，再行冶炼。

正文

高炉冶炼

产品有锰铁、镜铁（含锰30%以下的锰铁）、低硅硅铁（含硅10～15%）和镍铁等等（见高炉炼铁）。

电炉还原冶炼

铁合金产品绝大部分用还原电炉冶炼。产品有硅铁、碳素锰铁、锰硅合金、碳素铬铁、钨铁、硅铬合金、硅钙合金、磷铁等。

在还原电炉内用矿石配加焦炭或其他碳质还原剂依靠电能加热进行冶炼。运行时电极插入炉料，除电极端部和焦炭颗粒之间产生电弧外，主要通过炉料和炉渣的电阻热加热。还原时锰和铬等元素同时与碳结合成碳化物,因此冶炼锰铁、铬铁时,得到的是含碳高的产品。炼得的铁合金熔液和熔渣每隔一定时间从出铁口放出。熔点特高的铁合金（如钨铁不能放出，则用取铁法或结块法生产。）

为了保持电极合理深插、炉况稳定，必须控制好炉膛电阻。炉膛电阻受炉料组成、还原用炭的种类及其粒度和数量、炉渣的化学成分、炉膛尺寸和电极间距、炉内温度分布等因素的影响。

用作还原剂的焦炭同时是炉料中传导电能并对炉膛电阻起主要影响的因素。焦炭颗粒较细有利于在炉料中均匀分布而且具有较高的电阻率。电阻率较高的焦炭，例如低温焦、煤气焦，或配加煤、木炭、木片，可以提高炉膛电阻，有利于电极深插（见铁合金电炉）。

金属热还原法

用铝或硅作还原剂进行金属氧化物的还原。由于反应激烈、集中，释放出大量热能，产生高温，在一定条件下还原反应可自动进行，使金属和炉渣全部熔化，炼得铁合金产品。

铝热法用铝作还原剂,反应一般都能自动进行,用不加热的反应器冶炼，所以又称炉外法。常用于钛铁、钼铁、高钒铁、硼铁和金属铬等的生产。铝热法冶炼设备是简单的铁制圆筒形熔炼反应器，由两个半筒或几部分组成。便于拆卸更换。反应器（也称炉筒）可安放在预先做好的砂窝上，或放在可移动的、铺有耐火材料的小车上。反应器和砂窝都要预先干燥，以防爆炸。冶炼设备要有排烟装置。铝热法的冶炼操作有两种方式：①上部点火，如用于冶炼钼铁。②下部点火，如用于冶炼钒铁。

电硅热法用硅（一般为75%硅铁）作还原剂进行金属热法冶炼时，因热量不足，采用电炉冶炼，通过电能补充加热。一般在还原冶炼之后，随即添加氧化物或矿石进行脱硅精炼，得到低碳、低硅的产品，常用于钒铁、钨铁的生产。

铁合金的精炼

电炉精炼高碳的锰、铬铁合金在电炉内进行氧化脱碳精炼，因碳化物比较稳定，难于得到低碳产品，所以生产中通常采用脱硅精炼法，以低碳含硅合金（如硅铬、锰硅）配加石灰、矿石在电炉内进行脱硅精炼。

热兑法通过液态金属冲兑入液态熔渣进行脱硅精炼的方法，按发明人姓氏(R.Perrin)又称为佩兰法。主要用于铬铁的精炼，近年也用于锰铁的精炼。采用两个盛桶逆流冲兑，由于热兑时形成充分搅拌，反应激烈而脱硅效果好。

吹氧法向熔融金属吹入工业纯氧，使粗炼合金中的碳、硅等元素氧化而获得中、低碳产品。此法现用于生产中、低碳铬铁和中、低碳锰铁。

真空固态脱碳法 (Simplex法) 含碳高的铁合金在真空固态条件下进行脱碳反应,制得微碳产品的方法,主要用于制取含碳特低的微碳铬铁。

湿法冶金处理在铁合金生产中对合金元素含量低的矿石，一般采用湿法冶金处理进行富集，为还原冶炼提供纯度较高的半成品。为电解生产制备合格的溶液也属于湿法冶金范畴。湿法处理的工艺过程一般包括：原料处理、浸取、液固分离和净化、金属提取等工序。采用湿法冶金处理的铁合金主要有钒铁、铌铁、金属铬、金属锰等。(见彩图)

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