1、某企业对常用的铁合金要求铁合金主要用于调整钢液成分和脱除钢中杂质，主要作炼钢的脱氧剂和合金元素添加剂。铁合金的种类可分为铁基合金、纯金属合金、复合合金、稀土合金、氧化物合金。转炉常用的铁合金有：锰铁、硅铁、硅锰合金、硅钙合金、铝、铝铁、硅铝钡合金、钙铝钡合金等。对铁合金总的要求是：合金元素的含量要高，以减少熔化时的热量消耗；有确切而稳定的化学成分，入炉块度应适当，以便控制钢的成分和合金的收得率；合金中含非金属夹杂和有害杂质硫、磷及气体要少。常用的铁合金（1）锰铁。锰铁的密度较大，为 7.0g/cm3。表面颜色很深近乎黑褐色，并呈现出犹如水面油花样的彩虹色。断面呈灰白色，并有缺口。如果相互碰撞会
2、有火花产生。锰铁是炼钢生产中使用最多的一种脱氧剂和合金化剂。锰铁随含碳量的增加而成本降低，在保证钢质量的基础上尽量采用含锰约 75%的高碳锰铁。在冶炼低碳高锰钢和低碳不锈钢等钢种时可使用低碳锰铁或金属锰。（2）硅铁。以前称矽铁，密度较小，为 3.5 g/cm3，表面为青灰色，易破碎，其断面较疏松且有闪亮光泽。硅铁也是炼钢生产中常用的一种脱氧剂和合金化剂。硅铁按含硅量 45%、75%和 90%分为三种。含硅 45%的硅铁比含硅 75%的硅铁的密度大，因此增硅能力也要大些，一般用作沉淀脱氧和增硅的合金材料。含硅 75%的硅铁既可用于沉淀脱氧也可磨成粉末用于扩散脱氧。含硅 90%的硅铁用于冶炼含铁较
3、低的合金。含硅在 50%60%左右的硅铁极易粉化，并放出有害气体，一般不应生产和使用这种中间成分的硅铁。硅铁中含有一定量的锰、铬、磷、硫、铝（1.0%1.5%） 、钙（约 1.0%）等杂质成分。其中磷、硫含量一般要求越低越好。对于锰、铬、铝、钙含量，应视冶炼钢种、浇注方法及水口直径大小等因素以确定其有害程度和限量范围。因硅铁吸水性较强，应存放在干燥处，必须经烘烤后使用。（3）铬铁。铬铁按照含碳量的多少分为高碳铬铁、中碳铬铁、低碳铬铁、微碳铬铁、金属铬和真空压块铬铁等多种，主要用于含铬钢种的合金化。铬可以和碳形成各种稳定的碳化物，故铬铁含碳越低，冶炼越困难，成本也较高。在冶炼一般钢种时，应尽量使
4、用高碳铬铁和中碳铬铁。除金属铬和真空铬铁外，所有铬铁的含铬量都波动在 50%65%之间。在冶炼低碳或超低碳不锈钢时，可使用微碳铬铁或金属铬。铬铁中往往含有较高的硅，在大量使用铬铁时应控制脱氧剂和硅铁粉的用量，以免因硅高而出格。（4）钨铁。钨铁用于冶炼高速钢及含钨钢的合金化。钨铁含钨量波动在 65%80%之间。钨铁熔点高，密度大，在冶炼中宜尽早加入。钨铁的块度不能大于 80mm，加入熔池后应加强搅拌。（5）钼铁。钼铁主要用于含钼结构钢、高速钢、不锈钢和耐热钢等钢种的合金化。钼铁的含钼量波动在 55%60%之间。钼铁熔点较高，钼不易氧化，可在氧化期加入。为了降低钢的成本，冶炼低钼钢时可用含钼 30
5、%40%的钼酸钙（CaMoO 4）代替钼铁。钼酸钙含磷较高（0.4%0.5%） ，只可用在氧化法冶炼上，而且需在氧化初期加入。（6）钛铁。 钛铁一般用于冶炼含钛钢种的合金化。在炼制含硼和含铝的钢种时又可作为脱氧剂。钛铁中钛含量在 25%27%之间。钛和氧、氮的亲和力很强，钢中加入钛元素后有良好的脱氧效果，并能和钢中的氮生成稳定的氮化物。钛又是极强的碳化物形成元素，炼制不锈钢时钛加入钢中可以防止碳化铬的形成，从而防止晶间腐蚀。钢中加入 0.10%左右的钛，不仅可以细化晶粒，而且还可提高钢的强度、韧性。（7） 钒铁。钒铁主要用于钢的合金化。钒在钢中与碳有较强的亲和力，形成高熔点的碳化物。钒的碳化物
6、有着显著的弥散硬化作用，从而提高钢的切削性、耐磨性和红硬性。钒铁也是一种比较好的脱氧剂，而且适量的钒还能起到细化晶粒的作用。钒铁中钒含量在 40%75%之间。钒铁中磷含量较高，炼高钒钢时应注意控制钢中的磷含量。钒铁中的硅、铝含量也是比较高的。（8）硼铁。硼铁用于冶炼含硼钢种的合金化。钢中加入微量的硼可以显著提高钢的淬透性，改善钢的力学性能，并能细化晶粒。硼易与氧和氮化合，加入前应先充分脱除钢中的氧和氮。硼铁加入前需经低温烘烤，需以块状加入。（9）铌铁。铌铁用于冶炼含铌钢种的合金化。用于不锈钢、高速钢及部分结构钢的合金化。铌在钢种的作用大体与钒相似，铌和碳、氮、氧均有较强的亲和力，并能形成相应的
7、比较稳定的各类化合物。铌能细化钢的晶粒，提高钢的强度、韧性和蠕变能力。铌能改善奥氏体不锈钢的抗晶间腐蚀性能，同时还提高钢的热强性。铌和钽在矿床中是共生元素，由于他们性质相近，所以难以提取分离，实际上是铁、铌、钽合金。铌铁化学成分以铌+钽在50%70%之间，杂质成分主要有铝、硅、铜等元素。铌铁熔点较高（14001610） ，还原条件下加入时应充分预热，而且块度要小。（10）镍。镍用于不锈钢、高温合金、精密合金以及优质结构钢的合金化。金属镍含镍和钴的总量达 99.5%以上，其中钴小于0.5%。金属镍中含氢量很高，还原期补加的镍需经高温长时间烘烤。（11）铝。手感是上述几种合金中最轻的，密度仅为 2
8、.8 g/cm3，是一种银白色的轻金属，有较好的延展性，一般以条形或环形状态供应。铝是强脱氧剂，也是合金化剂。脱氧用铝含 Al 在 98%以上。大多数钢种都用铝作为最终脱氧剂，并用以细化奥氏体晶粒。在某些耐热钢和合金钢中，铝又作为合金化材料加入。铝以铝铁（含铝 20%55%）形式加入，铝铁的密度也较轻，约为 4.9 g/cm3，外观表面灰白色（近灰色） 。或以硅铝铁合金、硅铝钡铁合金加入时，由于其密度较大，铝的收得率较高。（12）常用的复合脱氧剂。Si-Mn 合金。手感较重，密度为 6.3 g/cm3，质地较硬，断面棱角较圆滑，相互碰撞后无火花产生。表面颜色在锰铁与硅铁之间（偏深色） ，使用块
9、度一般在 1050mm。形成的脱氧产物可能有：固相的 SiO2、液相的 MnOSiO2（或 2MnOSiO2） 、固溶体 MnO-FeO，与脱氧元素的平衡浓度有关。脱氧产物的状态与脱氧后钢液中wMn/wSi有关，保持 wMn/wSi4（以 67 脱氧效果最好）时，可获得液态的产物。由于脱氧产物形成了低熔点化合物，因此易于聚合及排出。同时，Si-Mn 合金脱氧比硅单独脱氧能力强，所以锰能提高硅的脱氧能力。硅铝铁合金。它的脱氧产物是 FeOSiO2Al2O3系，在此三元相图中，靠近 EeO 组成角的大部分组成，是低于钢液温度的氧化物熔体。国内的试验表明，硅铝铁中铝的收得率比使用金属铝提高46.3%
10、85.4%，其原因是：a、硅铝铁的密度比金属铝高一倍，加入钢中时上浮明显减慢，有利于合金向钢中的溶解。b、检验证实脱氧产物为低熔点物质，因此溶解速度加快。c、密度高于熔渣，上浮后可以悬浮在钢渣界面，仍可继续溶解。硅铝合金的化学成分（w/%）：Al：550；Si：530；Fe 余量；S0.05；P0.10；C0.5；杂质含量1.0。它的熔点为 1070，密度为 43004500kg/m 3。硅铝钡铁合金。加入方式与加硅铝铁合金相同，出钢量为1/5 时开始加硅锰铁，补加硅铁或高锰铁或其他合金，最后加硅铝钡铁合金（wSi=18%22%、wAl=38%42%、wBa=7%8%、Fe余量） ，出钢至 4
11、/5 时加完。有文献指出，使用硅铝钡铁合金比硅铝铁合金铝的收得率提高 4.8%（节约铝的用量） ；由于能够形成BaOSiO2，BaOAl 2O3，2 BaOFeO2SiO2等复合化合物，容易集聚排除，所以钢中氧化物夹杂总量平均减少 29%，同时板材力学性能得到改善。连铸钢水可用 Al-Ba-Si 合金代替铝终脱氧以防水口堵塞，因此，一些转炉厂用它取代投入法加铝块及硅铝铁合金等脱氧剂。它的熔点 10501200，密度为 32403380 kg/m 3。AMS 合金。它是 Si-Mn-Al 的复合脱氧剂，成分为：wAl5%、wSi 5%、 wMn 10%，其余为 Fe，它的脱氧产物可能有：3MnO
12、Al 2O35SiO2（蔷薇辉石） ，Al 2O3 （w（Al 2O3）30%） 。为控制夹杂物成分在低熔点范围，钢中 w（Al）0.006%，wO溶可达 0.0020%，而无 Al2O3，钢水可浇性好，不堵塞水口。Si-Ca 合金。表面颜色与硅铁很接近，为青灰色，手感比硅铁与铝更轻，密度仅为 2.55 g/cm3，其断面无气孔，有闪亮点。其成分为：wSi=55%65%，wCa=24%31%，wC=0.8%，它是CaSi、FeSi 及自由 Si 的共熔物。熔点 9701000，密度25002800 kg/m3，它的脱氧产物是硅酸钙（2CaOSiO 2） ，但常在Al 脱氧后加入，能生成液态的铝酸钙 C12A7，提高 Al 的脱氧能力及改变 Al2O3夹杂物的形态。硅不仅能提高钙的脱氧能力，还能降低钙的蒸气压，减少钙的挥发损失。Ca-Al 合金（或 Al+CaO） 。它是 CaAl2、CaAl、CaAl 3组成的熔体，脱氧时能形成液态球形 C12A7（12 CaO7Al2O3）产物，改变残存脱氧产物的形态，并降低其含量。
