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各显其能的铁合金 江西新余 吴长寿 铁合金作为炼钢生产中的脱氧剂和合金添加剂，在港的冶炼过程中及提高钢的机械性能、工艺性能或理化性能方面扮演着十分重要的角色，起着举足轻重的作用。 一、锰、硅、铬系唱主角 锰铁、硅铁、铬铁是传统的常规合金，是目前应用最广泛也是最重要的铁合金。 锰铁分高炉锰铁和电炉锰铁。我国国家标准规定：高炉锰铁要求含锰量在50%以上，电炉锰铁则要求含锰量在65%以上（含锰量在30%以下的锰铁习惯上称其为镜铁）。硅铁则以含硅量在75%为最常用。锰铁、硅铁作为炼钢过程中的脱氧剂及合金添加剂，发挥着极其重要的作用。 目前，全世界锰铁、硅铁的年产量大约在500～550万吨和280～300万吨之间。约占全世界铁合金年产量的25～28%和14～15%。我国的硅铁产量居世界第一位，1997年约为120万吨，占我国铁合金年产量的三分之一强。 铬铁也是一种非常重要的常规铁合金产品。铬在铬铁合金中的含量大约为60%。若在冶炼过程中往钢水中加入12～18%的铬，则炼出来的钢被称为不锈钢。 目前，全世界铬铁的年产量大约为350万吨，约占铁合金年产量的17.5%，其中70%以上用于不锈钢行业。 二、发热合金前景好 发热合金是把铁合金磨细后与发热剂混合在一起，制成压块或球丸等形式应用。当压块或球丸与金属液相互作用时，发热铁合金中的发热剂放出热量，使铁合金细粉熔化，从而达到金属液合金化的目的。 发热铁合金中的发热剂通常由还原剂、氧化剂、熔剂及粘结剂组成。常用的还原剂是那些与氧作用时放出的热量比配进的合金化元素放热大的元素。为避免金属液温度低时，不能促使氧化剂与还原剂起放热反应，有时在发热铁合金中加上适当的镁屑。 发热铁合金的奇异功能是能够促进合金化元素的吸收。如使用发热铁合金，铬的吸收率达99.3%，锰的吸收率达90～92%，铌及钨的吸收率均在90%以上。而使用非发热铁合金，铬和锰的吸收率分别为90%和75%。 使用发热铁合金作合金添加剂时，钢的质量并无变化，只有氮含量稍有增高，但不影响其使用。使用发热铁合金作合金添加剂，由于合金化元素的烧损量下降，合金吸收率提高，节约了大量的费用。 使用发热铁合金作合金添加剂，还可以获得流动性非常好的炉渣成分。通常情况下，生产的炉渣具有足够的流动性，则金属甚至在压块或球丸燃点低于铁合金熔点的情况下，也能迅速地熔化。 目前开发和应用发热铁合金正日益受到各国专家的高度重视，发热铁合金的前景十分看好。 三、钡系合金优势强 钡，银白色软金属，有展性，可通过电解熔融氯化钡（如氯化铵）而得。在自然界中，钡主要以硫酸盐（重晶石）和碳酸盐（毒重石）两种矿石存在。 钡是碱土金属，具有很强的化学活性，将其加入钢液中，对非金属元素具有很强的亲和力，可生成稳定的氧化物、硫酸物和碳化物等。因此可成为炼钢生产中很强的脱氧剂和脱硫剂。 钡具有密度大，沸点高登特点，有利于在高温和比重大的钢液中使用。近年来，随着连铸技术的推广应用，原使用的硅钙合金存在比重小、沸点低，在高温下易挥发、反应剧烈、操作不安全、合金元素吸收率低等缺点。如果在硅钙合金中加入适量的钡，制成硅—钙—钡或硅—钙—钡—铝等含钡合金，增加合金的比重。这样有利于合金被钢液吸收，可以减轻含钙合金处理钢液时的激烈程度，使得工艺操作简便而安全。同时，由于加入了含钡合金，可以提高钙在钢液中的溶解度。而钢液中有较多的溶解钙，可保护酸溶铝不被二次氧化并把固体三氧化二铝夹杂转变成含钙42～48%，三氧化二铝50～55%的液态铝酸钙夹杂物，避免了中间包的水口堵塞。 在铸造生产中，钡系合金作为一种新型的孕育剂，较之原先使用的75%硅铁，具有抗衰退时间长、效果稳定、较易获得A型石墨、降低铸件白口化倾向等优点，在提高铸件的综合机械性能方面表现出独特的作用，特别是在生产薄壁高强度铸件时，这些优点对人们更具诱惑力。 根据国内一些铁合金厂家的冶炼实践，生产钡系合金与生产75%硅铁的操作方法基本相同，成本相近，仅电耗略有增加。因此，尽管钡系铁合金产品价格高于同类不含钡的铁合金产品，但却出现了前者供不应求的局面。 四、钼系合金显神奇 纯钼为银白色略带灰色的金属，密度（20℃）为10.2g/cm3，熔点2615℃，沸点5560℃。常温下钼在空气中是稳定的，但在加热时会随着温度的上升表面呈现不同的颜色。当高于600℃时，纯钼很快形成白色的三氧化二钼；当温度高于700℃时，水蒸气与钼生成二氧化钼；当温度高于800℃时，钼与碳、碳氢化合物、一氧化碳生成碳化钼。 钼具有较高的强度和硬度，同时也有良好的延展性。但钼对杂质的敏感令人吃惊，即使是万分之几的氧或氮也会使它变得很脆。 钼被受到青睐且广泛应用，始于第一次世界大战，当时人们往坦克防弹装甲钢中加入1.5～2.0%的钼，奇迹出现了，钢板的硬度和韧性都得到了极大的提高