我国特殊钢生产用铁合金的发展
摘要：介绍了中国铁合金工业发展概况，重点叙述了近年来为满足合金钢、特殊钢和优质钢工艺的需求，及投入工业化生产的纯净铁合金和工艺性能优良的特种复合合金。
关键词：优质钢 特殊钢 铁合金
1、铁合金工业的发展概况
1.1铁合金生产与出口量
近10年来地方中小铁合金企业得到较快发展，铁合金产量的增长远超过了炼钢厂的需要。
目前中国铁合金工业的生产能力已超过600万t/a。前几年的铁合金产量在360-410万t，钢铁等工业部门年需种类铁合金在250-280万t。受经济发展的拉动，近几年的钢产量迅速增长，2002年钢产量超过18155亿t，同年铁合金国内消耗量超过350万t。除满足国内需要外，每年有90-130万t的铁合金出口。铁合金生产量和出口量变化列于表1。
表1 我国铁合金生产量和出口量的增长 万t
| 项目 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 |
| 生产量 | 246.4 | 265.8 | 296 | 336 | 432 | 418.6 | 403.5 | 353.8 | 381.4 | 403 | 450.8 | 483.65 |
| 出口量 | 62.2 | 62.3 | 87 | 92 | 147.5 | 103.6 | 106.3 | 96 | 96.4 | 131.6 | 121.8 | 133.0 |
1.2铁合金的产品结构
在铁合金的产品结构中，锰系列铁合金产量最高，约占铁合金产量的46%-50%。2002年锰系列合金产量达到249万t。锰硅合金在锰系列铁合金中占的比例最大，达到44%-48%；高炉锰铁近期的年产量在52-70万t，占铁合金总产量的11%-15%，占锰系列铁合金产量的23%-30%。
单一产品产量最高的铁合金当属硅铁。1996-1999年间硅铁年产量在125-135万t间波动。此后2年硅铁产量迅速增长，2002年更创148.2万t，5年来的新高。绝大部分硅铁的规格是符合国家标准及出口要求的75硅铁。
铬系列铁合金年产量40-45万t，占铁合金总产量的12%-13%。当国际市场需求量大、价格较好时，来料加工数量增加，铬系列铁合金产量会有较大幅度提高。1996、1997年铬系列铁合金产量曾分别达到55万t和59万t的较高纪录。
特种铁合金的钼铁、钒铁、钨铁、金属铬以及硅钙、硅铝、硅钡等多元复合铁合金的产量在15-25万t，占铁合金总产量的4%左右。
由于我国合金钢特别是不锈钢等高合金钢的生产数量少、应用水平不高以及受进口钢材的冲击，造成我国铬系铁合金和特种铁合金产量、生产水平偏低。最近几年我国铁合金主要品种的产量列于表2。其中的1997年金属锰1.38万t，金属铬0.46万t，稀土铁合金1.77万t，其他特种铁合金3.39万t。
表2 最近几年我国主要品种铁合金产量1) 万t
| 品种 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 |
| 硅铁 | 120.59 | 136.86 | 124.57 | 127.66 | 131.38 | 139.0 | 147.0 | 148.15 |
| 高炉锰铁 | 39.56 | 52.59 | 59.12 | 52.38 | 65.22 | 66.0 | 72.0 | 58.0 |
| 高碳锰铁（电炉） | 43.06 | 49.36 | 46.33 | 40.79 | 28.86 | 28.0 | 35.0 | 43.0 |
| 中低碳锰铁 | 22.75 | 14.46 | 12.88 | 8.46 | 6.50 | 11.0 | 12.0 | 13.0 |
| 硅锰合金 | 84.46 | 84.3 | 76.52 | 63.88 | 83.99 | 89.0 | 111.0 | 137.0 |
| 高碳铬铁 | 53.62 | 27.66 | 35.08 | 19.46 | 19.27 | 30.0 | 26.0 | 21.0 |
| 中低碳铬铁 | 5.71 | 7.13 | 5.98 | 5.73 | 4.73 | 7.0 | 7.0 | 6.2 |
| 微碳铬铁 | 5.94 | 7.62 | 6.71 | 4.61 | 4.97 | 2.5 | 3.0 | 2.8 |
| 硅铬合金 | 11.13 | 11.73 | 9.50 | 9.48 | 4.88 | 5.0 | 6.0 | 6.0 |
| 硅钙合金 | 0.7 | 1.05 | 0.57 | 0.88 | 0.72 | 0.8 | 0.9 | |
| 钨铁 | 0.38 | 0.62 | 0.11 | 0.64 | 0.94 | 1.09 | 1.1 | |
| 钼铁 | 2.13 | 1.89 | 2.10 | 0.33 | 0.21 | 2.0 | 2.0 | |
| 钛铁 | 5.53 | 0.44 | 0.51 | 0.27 | 0.36 | 0.4 | 0.4 | |
| 钒铁 | 0.55 | 0.4 | 0.49 | 0.91 | 1.88 | 1.8 | 2.0 | |
| 其他 | 36.61 | 22.49 | 23.02 | 19.31 | 25.45 | 19.29 | 25.4 | 48.55 |
1)2002年分品种铁合金产量为估计量
表3 我国铁合金出口数量 万t
| 品种 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 |
| 硅铁 | 25.88 | 20.81 | 26.60 | 34.92 | 46.85 | 47.02 | 53.87 |
| 高碳锰铁 | 11.05 | 10.32 | 12.06 | 11.20 | 16.23 | 13.37 | 15.35 |
| 中低碳锰铁 | 6.20 | 4.26 | 1.00 | 1.03 | 2.74 | 2.17 | 2.02 |
| 硅锰合金 | 36.60 | 42.90 | 29.77 | 29.85 | 36.27 | 35.34 | 45.09 |
| 高碳铬铁 | 8.31 | 7.08 | 6.56 | 4.96 | 12.0 | 6.47 | 3.69 |
| 中低碳铬铁 | 4.96 | 2.70 | 3.65 | 2.42 | 1.35 | 2.50 | 1.51 |
| 硅铬合金 | 3.11 | 3.13 | 4.07 | 1.75 | 2.36 | 1.65 | 1.22 |
| 钼铁 | 1.22 | 2.45 | 3.17 | 3.80 | 4.44 | 3.75 | 2.96 |
| 钨铁 | 0.07 | 0.21 | 0.33 | 0.41 | 0.51 | 0.6 | 0.50 |
| 钛铁 | 0.14 | 0.19 | 0.23 | 0.21 | 0.31 | 0.21 | 0.17 |
| 钒铁 | 0.04 | 0.04 | 0.09 | 0.08 | 0.136 | 0.14 | 0.15 |
| 其他 | 6.53 | 12.15 | 8.97 | 5.69 | 8.39 | 8.60 | 0.50 |
| 总计 | 103.63 | 106.28 | 96.00 | 96.40 | 131.59 | 121.77 | 133.0 |
1.3铁合金主要品种的出口
1996-1999年，我国每年出口铁合金的数量约为100万t，其中硅铁20-35万t，锰系铁合金为40-50万t（其中硅锰合金占75%-80%，高碳锰铁约占20%）、铬系铁合金为10-15万t，其他品种铁合金（特种铁合金儿复合铁合金）年出口量不足15万t。近2年铁合金出口有增加的趋势。而出口纪录是在1995年创造的，曾达到147.54万t。我国铁合金出口状况见表3。
产量大于销售的现实使得铁合金生产企业认识到，铁合金行业不能单纯追求数量，为满足炼钢工业发展的需求，更应从冶炼工艺、品种开发和提高质量等方面入手，提高产品的技术档次，更好的适应钢铁产品质量发展的需要以稳定经济效益。
2、提高铁合金产品质量，推动炼钢工艺进步
因铁合金是影响钢材质量的因素之一，钢厂需要高质量和性能稳定的铁合金，对洁净的生产该要求更为突出。铁合金生产厂家应根据钢厂对产品质量要求，精心选择适合的原料，采用合理的工艺路线和技术手段对铁合金产品进行净化处理，以保证铁合金产品的质量。
为向轴承钢生产厂提供满意的合金化产品，上海申佳铁合金有限公司通过精选原料和改进生产工艺，成功地研究开发了钛含量低于0.05%的高碳铬铁。吉林铁合金股份有限公司生产的高纯微碳铬铁，其硫、磷含量分别≤0.005%和≤0.02%的质量水平，可部分替代金属铬冶炼不锈钢和精密合金。他们既能帮助用户保证产品质量，又为用户降低成本做了贡献。还为自己赢得了市场和效益。铁合金生产工艺技术的优劣，有时能够对钢厂的产品质量起到决定性的作用。
过去，冶炼镇静钢时通常使用纯铝或铝铁对钢水进行终脱氧。在钢水连铸技术应用，用铝脱氧时的产物Al2O3容易造成钢包水口结瘤。为了解决这一技术难题，硅钙、硅铝铁、硅钡铝及硅钙钡铝等复合铁合金应运而生，较好的解决了水口结瘤问题。炼钢工艺技术（如各种精炼技术的采用等）的日臻完善，又使连铸技术得到了较快发展。
采用惰性气体喷吹哇钙合金粉剂对包中的钢水进行脱氧、脱硫精炼处理时，钢水表面增氮。向钢水包喂硅钙合金芯线则产为有效的解决了这一难题。既提高了合金的利用率，又较圆满地实现了钢水精炼处理的目的。合金芯线制造和使用技术的出现，又为合金加入量少、烧损严重或收得率不稳定的硼铁、钛铁、铌铁、钒铁、钙铝合金及稀土铁合金等合金剂的使用带来了变革。目前使用这类合金时，已大量选用了向钢水包喂入合金芯线的技术。既节省了合金用量，又提高了钢水合金目标成分的命中率。
随着钢铁工业发展和工艺技术的进步，铁合金生产和炼钢工业的发展关系日益密切，铁合金既依赖炼钢生产技术的发展而发展，又紧密的为炼钢工业服务。
3、优质特种铁合金的发展现状
目前，我国合金钢产量的比例约5%-6%，工业发达国家为10%-15%。我国合金钢比例较低与大量进口成套设备、机械和合金钢材有关，也与我国合金钢的生产和应用技术较你有关，因此我国特种铁合金生产 消耗量偏低。但随着钢铁工业的发展、生产工艺技术的进步及合金钢应用比例的提高，特种铁合金的生产和使用量将会大幅度提高。以较贵重元素为主要特征的特种铁合金的品种和质量水平存在较大的发展空间。
3.1普通钢用铁合金
生产普通钢材使用的常规脱氧及合金化用的铁合金有高碳、中碳锰铁、锰硅合金和硅铁等通用合金。其产品质量与国外相当。这类合金的产量远大于国内需要，每年均有近百万吨出口。生产常规铁合金的技术装备条件较落后，环境质量差，生产效率低。但国内铁合金生产工艺技术和消耗并不比国外差。在电力价格相对较高的条件下，由于还原剂资源较丰富，销售价格较低，国内铁合金的生产成本相对较低，在国际市场有较好的竞争力。
3.2纯净铁合金
经济的发展，科学技术的进步对钢铁材料产品质量的要求不断提高。提高钢的质量，主要是提高纯净度、清洁度、均匀性，细化组织、性能高级化和稳定性。为适应合金和部分非合金钢的质量提高和洁净化的生产需要，铁合金生产厂近年来为钢厂用户研制生产出了纯净硅铁、超低碳硅铁、低碳及低磷的纯净锰铁、纯净硅锰合金、纯净的电炉金属锰、低钛及低磷的高碳铬铁、高纯净的微碳铬铁和硅铬合金等特种铁合金的产品，并成功用于特殊钢的生产。
（1）纯净硅铁
利用常规原料生产的75硅铁，其铝含量一般在1.5%-2.5%。采用硅铁包精炼技术，可以生产出铝含量低于1.0%、0.5%、0.3%、0.1%等品级的低铝硅铁。遵义铁合金（集团）股份有限公司可生产低碳低铝硅铁，其成分范围（%）；Si75-76,Al＜0.1，Ca＜0.05，C＜0.015；也生产含Al＜0.05，0.1，0.5，0.8的硅铁系列产品。遵义铁合金（集团）股份有限公司拥有50MV?A的硅铁电炉，每次出铁量在8-10t。这样的铁水包最适合生产纯交硅铁和超低碳硅铁，其成分稳定硅铁质量高。目前，一些拥有32-60MV?A还原电炉的生产厂，也可为武钢、宝钢、太钢等钢铁企业提供纯净硅铁和低碳、低铝的硅铁产品。
通过原料调整和铁水精炼技术处理的纯净硅铁，最广泛的用于电工钢的生产，其中用于生产冷轧硅钢片的硅铁质量要求最为苛刻。纯净硅铁成分列于表4。
表4 纯净硅铁的化学成分 %
| 牌号 | Si | C | Ti | Mn | Al | Ca | P | S | Cr | Cu | Ni | V |
| 纯净FeSi-A | 76-80 | ≤0.015 | ≤0.03 | ≤0.10 | ≤0.03 | ≤0.05 | ≤0.02 | ≤0.005 | ≤0.01 | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.05 |
| 纯净FeSi-B | 76-50 | ≤0.015 | ≤0.03 | ≤0.10 | ≤0.10 | ≤0.05 | ≤0.02 | ≤0.005 | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.05 |
| 低铝FeSi1 | 72-80 | ≤0.100 | ≤0.50 | ≤0.50 | ≤0.10 | ≤0.04 | ≤0.020 | ≤0.50 | ||||
| 低铝FeSi2 | 72-80 | ≤0.070 | ≤0.50 | ≤0.30 | ≤0.10 | ≤0.04 | ≤0.020 | ≤0.50 | ||||
| 低铝FeSi3 | 72-80 | ≤0.020 | ≤0.50 | ≤0.10 | ≤0.05 | ≤0.04 | ≤0.020 | ≤0.50 |
（2）纯净硅锰合金
纯净硅锰合金是冶炼优质特殊钢种的合金剂，其特点是碳、磷含量低，Mn+Si的主元素总量高于普通硅锰合金。可以用纯净硅锰合金代替硅铁和低碳锰铁，该合金的化学成分列于表5。
表5 纯净硅锰合金的化学成分 %
| 牌号 | Mn | Si | C | P | S |
| 纯净MnSi1 | ≥58 | ≥28 | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.005 |
| 纯净MnSi2 | ≥60 | ≥28 | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.005 |
| 纯净MnSi3 | ≥58 | ≥28 | ≤0.10 | ≤0.10 | ≤0.010 |
| 纯净MnSi4 | ≥60 | ≥28 | ≤0.10 | ≤0.10 | ≤0.010 |
（3）超低碳、低硫磷纯净锰铁
遵义铁合金公司等企业根据用户的需要生产含C＜0.1%（也可以生产含C＜0.05%）的纯净锰铁，其硅、硫含量比1号金属锰的标准还低很多。可以用该合金代金属锰，纯将锰铁化学成分见表6。
表6 超低碳、低硫磷纯净锰铁的化学成分 %
| 牌号 | Mn | C | Si | P | S | |||
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅱ | |||
| 0 | ≥80.45 | ≤0.05 | ≤0.5 | ≤0.9 | ≤0.014 | ≤0.014 | ≤0.015 | ≤0.015 |
| 1 | ≥82.92 | ≤0.05 | ≤0.5 | ≤0.9 | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.03 | ≤0.05 |
| 2 | ≥82.92 | ≤0.10 | ≤0.5 | ≤0.9 | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.03 | ≤0.05 |
| 3 | ≥82.92 | ≤0.15 | ≤0.5 | ≤0.9 | ≤0.05 | ≤0.05 | ≤0.03 | ≤0.05 |
| GCMn1 | ≥85 | ≤0.10 | ≤1.0 | ≤1.5 | ≤0.10 | ≤0.15 | ≤0.02 | ≤0.2 |
| GCMn2 | ≥85 | ≤0.20 | ≤1.0 | ≤1.5 | ≤0.10 | ≤0.15 | ≤0.02 | ≤0.2 |
| JC-Mn | ≥87 | ≤0.06 | ≤1.2 | ≤0.02 | ≤0.02 | |||
表7 纯净金属锰（JMn98）化学成分 %
| 牌号 | Mn | C | S | P | Si | Ni | Cu | Fe | Al+Ca+Mg |
| YW | ≥98.0 | ≤0.04 | ≤0.02 | ≤0.03 | ≤0.4 | ≤0.02 | ≤0.03 | ≤0.7 | |
| DF | ≥98.0 | ≤0.03 | ≤0.02 | ≤0.01 | ≤0.1 | ≤0.005 | ≤0.005 | ≤1.5 | ≤0.2 |
（5）超纯铬铁和超微碳铬铁
吉林铁合金有限公司采用先进生产工艺生产的超纯铬铁，合金中的C、P、S等有害元素及N、H、O气体含量均很低，其表面光洁、组织致密。
该事金可用于生产不锈钢，也可部分代替金属铬生产精密合金，能大幅降低合金的生产成本。超纯铬铁的化学成分列于表8。
表8 超纯铬铁的化学成分 %
| 牌号 | Cr | C | Si | P | S | N | O | H | Ti | ||
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅱ | ||||||||
| CCCr01 | ≥63.0 | ≤0.01 | ≤0.6 | ≤0.6 | ≤0.02 | ≤0.03 | ≤0.005 | ≤0.001 | ≤0.1 | 微量 | ≤0.1 |
| CCCr03 | ≥63.0 | ≤0.03 | ≤1.0 | ≤1.5 | ≤0.02 | ≤0.03 | ≤0.01 | ≤0.02 | ≤0.2 | 微量 | ≤0.1 |
上海申佳、吉林铁合金公司也可生产超微碳铬铁，其化学成分列于表9。
表9 超微碳铬铁的化学成分 %
| 牌号 | Cr | C | Si | P | S | ||
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅱ | ||||
| FeCr69C2 | 68.0-70.0 | ≤0.025 | ≤0.3 | ≤1.0 | ≤0.02≤0.03 | ≤0.01 | |
| FeCr69C3 | ≤0.03 | ≤0.05 | ≤0.025 | ||||
| FeCr69C6 | ≤0.06 | ≤0.05 | ≤0.025 | ||||
| FeCr71C2 | 70.0-72.0 | ≤0.025 | ≤0.3 | ≤1.0 | ≤0.02 | ≤0.03 | ≤0.01 |
| FeCr71C3 | ≤0.03 | ≤0.05 | ≤0.025 | ||||
| FeCr71C6 | ≤0.06 | ≤0.05 | ≤0.025 | ||||
| FeCr72C2 | ≥72.0 | ≤0.025 | ≤0.3 | ≤1.0 | ≤0.02 | ≤0.03 | ≤0.01 |
| FeCr72C3 | ≤0.03 | ≤0.05 | ≤0.025 | ||||
| FeCr72C6 | ≤0.06 | ≤0.05 | ≤0.025 | ||||
| FeCr67C0.02 | ≥67.0 | ≤0.02 | ≤1.0 | ≤2.0 | ≤0.025 | ≤0.03 | ≤0.1 |
| FeCr65C0.02 | ≥65.0 | ||||||
| FeCr63C0.02 | ≥63.0 | ||||||
| FeCr67C0.025 | ≥67.0 | ≤0.025 | ≤1.0 | ≤2.0 | ≤0.025 | ≤0.03 | ≤0.1 |
| FeCr65C0.025 | ≥65.0 | ||||||
| FeCr63C0.025 | ≥63.0 | ||||||
| FeCr67C0.03 | ≥67.0 | ≤0.03 | ≤1.0 | ≤2.0 | ≤0.025 | ≤0.03 | ≤0.1 |
| FeCr65C0.03 | ≥65.0 | ||||||
（6）低钛、低磷铬铁
上海、吉林厂通过优选原材料和冶炼工艺技术攻关，开发生产的低钛、低磷高碳铬铁，特别是上海申佳的低钛高碳铬铁，含钛量远低于瑞典轴承钢使用的高钛铬铁。这些产品已成功地用于轴承钢的生产，颇受特钢厂的欢迎，该合金化学成分列于表10。
表10 低钛、低磷的高碳铬铁的化学成分 %
| 牌号 | Cr | Ti | C | Si | P | S | |||
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅱ | ||||
| CCTCr | ≥63.0 | ≥63.0 | 0.14 | 8.0 | 3.0 | 0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.04 |
| FeCr55C1000Ti3 | ≥60.0 | ≥52.0 | 0.03 | 10.0 | 1.0 | 0.04 | 0.04 | 0.10 | 0.20 |
| FeCr55C1000Ti5 | ≥60.0 | ≥52.0 | 0.05 | 10.0 | 1.0 | 0.04 | 0.04 | 0.10 | 0.20 |
| FeCr55C1000Ti10 | ≥60.0 | ≥52.0 | 0.10 | 10.0 | 1.0 | 0.04 | 0.04 | 0.10 | 0.20 |
| FeCr55C1000P | ≥60.0 | ≥52.0 | -- | 10.0 | 2.0 | 0.025 | 0.025 | 0.04 | 0.04 |
（7）低磷、低硕硅铬合金
该合金硅、铬含量高，有害杂质元素碳、磷含量低。炼钢时可替代微碳铬铁和硅铁，Si利用率高，可降低炼钢成本。该合金用于炼钢的脱氧剂、合金剂和铸造孕育剂，其化学成分列于表11。
表11 低磷、低碳硅铬合金化学成分 %
| 牌号 | Cr | Si | C | P | S |
| 低PSiCrA | ≥34.0 | ≥39.0 | ≤0.040 | ≤0.015 | ≤0.01 |
| 低PSiCrB | ≥35.5 | ≥40.0 | ≤0.040 | ≤0.015 | ≤0.01 |
| 低PSiCrC | ≥37.0 | ≥41.0 | ≤0.040 | ≤0.015 | ≤0.01 |
3.3特种铁合金
（1）钙铝合金芯线
10年前，钢铁研究总院研究开发成功含30%-70%Ca的钙铝合金。目前用金属钙制成钝化钙粉剂，与金属铝粉粒按一定比例混合后，再包制成合金芯线，用于优质钢种的精炼。这种钙铝合金芯线可以对钢液进行深度的脱氧、脱硫和脱磷其产物易于上浮去除。根据冶炼钢种要求可以包制各种比例的合金芯线。Ca/Al可从2/8到5/5，或添加部分铁质添加剂，以适应炼钢的工艺技术要求。该种合金芯线的有害杂质极少，对钢水污染量可以降低很低。
（2）硅钡铝、硅钙钡铝合金及硅铝铁
硅钡铝及硅钙钡铝合金是工艺性能良好的终脱氧剂，使钢中夹杂明显减少。利用其对钢水进行脱氧时，钡具有较强的脱氧、脱硫及细化晶粒的效果。矿热炉冶炼硅铝铁成本低、合金密度大、穿透力强，用于钢水脱氧时铝的利用率高，上述几种合金的化学成分见表12。
表12 硅钡铝、硅钙钡铝合金化学成分 %
| 牌号 | Si | Al | Ca | Ba | Mn | C | P | S | Fe |
| A112Ca10BaSi | 50-55 | 11-13 | ≥10 | ≥12 | ≤0.40 | ≤0.40 | ≤0.05 | ≤0.05 | 余量 |
| A110Ca10BaSi | 50-55 | 9-11 | ≥10 | ≥12 | ≤0.40 | ≤0.40 | ≤0.05 | ≤0.05 | 余量 |
| A18Ca10BaSi | 50-55 | 7-9 | ≥10 | ≥12 | ≤0.40 | ≤0.40 | ≤0.05 | ≤0.05 | 余量 |
| A16Ca10BaSi | 50-55 | 5-7 | ≥10 | ≥12 | ≤0.40 | ≤0.40 | ≤0.05 | ≤0.05 | 余量 |
| Al-Ba-Si | 18-20 | ≥30 | - | 9-12 | 0 | ≤0.20 | ≤0.05 | ≤0.05 | 余量 |
| GLT-38 | 20-25 | ≥38 | - | - | Ti1.2-1.5 | ≤1.5 | ≤0.10 | ≤0.05 | 余量 |
| GLT-30 | 30-35 | 30-35 | - | - | ≤1.2 | ≤0.10 | ≤0.05 | 余量 |
（3）高氮铬铁
氮铬铁是用于冶炼大型发电机用超高强度护环钢、阀门钢、优质轴承钢和耐热钢的合金添加剂。具有氮含量高、杂质含量低和氮的利用率高等特点，其化学成分列于表13。
表13 高氮铬铁的化学成分 %
| 牌号 | Cr | N | Si | C | P | S | |||
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | |||||
| FeCrN5 | ≥63.0 | ≥5.0 | ≤1.5 | ≤2.0 | ≤0.03 | ≤0.06 | ≤0.10 | ≤0.03 | ≤0.04 |
| FeCrN8 | ≥60.0 | ≥8.0 | ≤1.5 | ≤2.0 | ≤0.03 | ≤0.06 | ≤0.10 | ≤0.03 | ≤0.04 |
| FeCrN10 | ≥60.0 | ≥10.0 | ≤1.5 | ≤2.0 | ≤.03 | ≤.06 | ≤0.10 | ≤0.03 | ≤0.04 |
（4）氮化锰铁
氮化锰铁主要用于钢中N的添加剂，能提高钢的强度，细化晶粒，稳定奥氏体。该合金化学成分（%）为：Mn≥70，N≥3（或4），C≤1.5，Si≤2.5，P≤0.3，S≤0.03。
（5）氮化金属锰
氮化金属锰用作N和Mn的添加剂。冶炼不锈钢、高强度钢、耐热钢时，可提高钢的强度，细化晶粒，改善加工性能。该合金主要成分（%）为：Mn≥90，N≥4（或6），C≤0.1，Si≤1.0，P≤0.05（或0.01），S≤0.05。
（6）低铝硼铁和镍硼合金
由钢铁研究总院和辽阳铁合金公司共同开发的低铝硼铁是生产非晶态合金材料较好的合金添加剂。精制的低铝低碳硼铁还可以用于生产钕铁硼磁性合金材料的合金添加剂。该合金的化学成分表14。
表14 低铝硼铁的化学成分 %
| 合金 | B | C | Al | Si | S | P |
| 企业标准 | 17-21 | ＜0.5000 | ＜0.050 | ＜0.50 | ＜0.010 | ＜0.200 |
| 实物合金（1） | 17.26 | 0.320 | 0.040 | 0.52 | 0.005 | 0.033 |
| 实物合金（2） | 20.63 | 0.048 | 0.086 | 0.050 | 0.001 | 0.023 |
镍硼合金（Ni≥75%，B13%-16%）是冶炼特殊钢和特殊合金的合金添加剂，用于增强合金的强度和耐蚀性，也可用于含镍合金的脱氧处理。
（7）高钒铁和氧化钒合金
由攀钢开发研制和生产的高钒铁（FeV80）和氮化钒合金是生产低合金高强度钢的合金添加剂。氮化钒的使用可以有效的提高钢的强度，是生产Ⅲ级钢筋最有效的合金添加剂，可减少合金用量。高钒铁和氮化钒合金的化学成分列于表15。
表15 高钒铁、氮化钒的化学成分 %
| 合金品种 | V | N | C | Si | P | S | Mn | Al | O |
| 氮化钒 | 79.29 | 12.48 | 4.36 | 0.20 | 0.0096 | ≤0.0051 | 0.020 | 0.059 | 0.193 |
| FeV80 | 78.10-81.30 | - | 0.07-0.12 | 0.70-1.09 | 0.026-0.036 | 0.009-0.018 | 0.25-0.33 | 0.20-1.49 | - |
4、铁合金的合理使用
4.1偏高的铁合金消耗
我国铁合金的综合消耗每吨钢约为20-22kg，约高出国外先进工业国30%，我国吨钢铁合金消耗除了因翻砂件铸铁用量大、耗用硅铁多以外；还与炼钢时用于脱氧、增碳的铁合金使用量较多有关。国内一些转炉钢厂习惯于过吹操作，往往造成钢水的过氧化，以致不得不过量使用铁合金剂。高碳锰铁用于脱氧和增碳的用量较多（平均每吨钢用量约为8-9kg）。而国外转炉较习惯于高拉碳操作，故脱氧用铁合金数量较少。炼钢时铁合金消耗量高，增加了炼钢成本，其脱氧产物又不能全部上浮除去，对钢水造成污染。不断改进炼钢生产中的工艺操作，减少脱氧及合金化的铁合金使用量，可以有利于钢水的洁净化。
钢厂根据自身钢水精炼装备条件，决定如何选择用于钢水成分和温度微调整的铁合金，及其成分和物理状态。炼钢生产中科学选用块状粉剂、铁合金和合金芯线，可以节约铁合金用量并能确保钢材质量。目前，重点铁合金企业可以向用户提供各种粒级的块状合金、粉剂和合金芯线。
4.2稀缺铁合金的供给
我国镍、钴、铌等元素的资源相对短缺，因此每年需要进口一定数量的金属钴、金属镍和铌铁，主要用于钢铁材料工业。仅铌铁一项2002年就从巴西进口1700余吨。
近年来每年大约进口100万t铬矿和锰矿，2002年分别达到114万t和208万t，用于生产铬系列和锰系列铁合金。合理使用铬、锰系列铁合金，特别是那些依赖进口的稀缺铁合金是一项重要的研究课题。
作者：杨志忠 蒋伯群
