1, 铁合金的生产工艺
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、石灰熔体与硅硌合金，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（见铁合金冶炼）。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。（见彩图中碳锰铁浇铸机）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（表1 常用铁合金）。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。一些国家的铁合金产销情况见表2 1980年一些国家的铁合金生产量、输出量、输入量。
2, 锌合金制作工艺
一、铝钛硼合金的用途理想的铸锭组织是铸锭整个截面上具有均匀、细小的等轴晶，因为等轴晶各向异性小，加工时变形均匀、塑性好、性能优异，利于铸造及随后的塑性加工。要得到这种组织，在生产中通常是对熔体进行细化处理。而通常用的晶粒细化方法是用晶粒细化剂进行变质处理。变质处理是向金属液中加入少量活性物质，促进液体金属内部生核或改变晶体成长过程的一种方法。而现在国内最常用的是形核变质剂，形核变质剂的作用机理是向铝熔体中加入一些能够产生非自发晶核的物质，使其在凝固过程中通过异质形核而达到细化晶粒的目的。对形核变质剂的要求：要求所加入的变质剂或其与铝反应生成的化合物具有以下特点：晶格结构和晶格常数与被变质熔体相适应，稳定，熔点高，在铝熔体中分散度高，能均匀分布在熔体中，不污染铝合金熔体。变形铝合金一般选含有Ti、Zr、B、C等元素的化合物做晶粒细化剂，Al-Ti是传统的晶粒细化剂，Ti在铝中包晶反应生成TiAl3,TiAl3与液态金属接触的（001）和（011）面是铝凝固时的有效形核基面，增加了形核率，从而使结晶组织细化。Al-Ti-B是目前国内公认的最有效的细化剂之一，但在实际生产条件下，受各种因素影响，TiB2质点易聚集成块，尤其在加入是由于熔体局部温度降低，导致加入点四周变得黏稠，流动性差，使TiB2质点更易聚集形成夹杂，影响铝合金的净化、细化效果；TiB2质点除本身易偏析聚集外，还易与氧化膜或熔体中存在的盐类结合造成夹杂；7***系合金中的Zr、Cr元素还可以使TiB2失去细化作用，造成粗晶组织。合金中变质剂的加入方式一般以中间合金形式加入，中间合金一般做成块状或线状，加入量一般来说，加入越多细化效果越好，但细化剂加入过多易使熔体中金属间化合物增多此一举并聚集，影响熔体质量，因此在满足晶粒度的前提下，杂质元素加入的越少越好。从包晶反应的角度来看，为了细化晶粒，Ti的添加量应大于0。15%，但在实际变形铝合金中，其他组元（如Fe）以及自然夹杂物（如Al2O3）亦参与了形成晶核的作用，一般只加入0。01—0。06%便够了。熔体中B含量与Ti含量有关，要求B与Ti形成TiB2后熔体中有过剩Ti存在。图1、B含量与晶粒度的关系细化剂质点的尺寸、外形和分布是影响细化效果的重要因素。质点尺寸小，比表面积小，在熔体中弥散分布，则细化效果好。二、现有生产铝钛硼合金的方法工业制造Al-Ti-B母合金，通常是在感应加热炉中或者在电弧炉中熔化铝并加入Ti-B合金。纯钛是从TiCl4用热还原法制取，而硼是用KBF4-KCl熔盐电解B2O3而制取，所以Ti和B的造价昂贵，现在纯钛剂价格在20万元/吨左右，也增加了生产Al-Ti-B母合金的成本，现在Al-Ti-B母合金一般市场价比铝锭高约6000—8000元。
相关概念
铁合金
广义的铁合金是指炼钢时作为脱氧剂、元素添加剂等加入铁水中使钢具备某种特性或达到某种要求的一种产品。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。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。铁合金作为炼钢脱氧剂，应用最广泛的是硅锰、锰铁和硅铁。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。
锰铁
锰铁：锰和铁组成的铁合金。主要分类：高碳锰铁（含碳为7%）、中碳锰铁（含碳1.0~1.5%）、低碳锰铁（含碳0.5%）、金属锰、镜铁、硅锰合金。
铬铁
高碳铬铁（含碳为4~8%）、中碳铬铁（含碳为0.5~4%）、低碳铬铁（含碳0.15~0.50%）、微碳铬铁（含碳为0.06%）、超微碳铬铁（含碳小于0.03%）、金属铬、硅铬合金铬铁：铬和铁组成的铁合金，是炼钢的重要合金添加剂。冶炼铬铁用的铬铁矿一般要求含Cr2O340～50%，铬与铁比值大于2.8。近年大量生产的含铬50%的“装料级铬铁”，用含Cr2O3和铬与铁比值较低的矿石。
