高碳铬铁的冶炼方法有高炉法、电炉法、等离子炉法、熔融还原法等。在高炉内只能制得含铬在30%左右的特种生铁；等离子炉法和熔融还原法属于冶炼高碳铬铁新工艺，尚未普遍采用。目前，含铬高的高碳铬铁大都采用熔剂法在矿热炉内冶炼。

一、电炉法冶炼的基本原理

   电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理是用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物。其主要反应 有：

  从以上反应可以看出，碳还原氧化铬生成Cr3C2的开始温度为1373k，生成 Cr7C3的反应开始温度1403K，而还原生成铬的反应开始温度为1523K，因而在碳还原铬矿时得到的是铬的碳化物，而不是金属铬。因此只能得到含碳较高的高碳铬铁。而且铬铁中含碳量的高低取决于反应温度。生成含碳量高的碳化物比生成含碳量低的碳化物更容易。实际生产中，炉料在加热过程中先有部分铬矿与焦炭反应生成Cr3C2，随着炉料温度升高，大部分铬矿与焦炭反应生成 Cr7C3，温度进一步升高，三氧化二铬对合金起精炼脱碳作用。这些反应是：

   氧化铁还原反应开始温度比三氧化二铬还原反应开始温度低，因而铬矿中的氧化铁在较低的温度下就充分地被还原出来，并与碳化铬互溶，组成复合碳化物， 降低了合金的熔点。同时由于铬与铁互相溶解，使还原反应更易进行。

二、高碳铬铁的冶炼工艺操作

   电炉熔剂法生产高碳铬铁采用连续式操作方法。原料按焦炭、硅石、铬矿顺序进行配料，以利混合均匀。敞口炉通过给料槽把料加到电极周围，料面呈大锥体。封闭炉由 下料管直接把料加入炉内。无论是敞口炉还是封闭炉，均应随着炉内炉料的下沉而及时 补充新料，以保持一定的料面高度。炉况正常时，三相电流平衡，电极稳定，透气好，不刺火，炉料能均匀下沉；渣铁温度正常，合金和炉渣的成分稳定，并能顺利地从炉内放出；全封闭炉的炉膛压力稳定，炉气量和炉气成分变化不大，在原料干燥的情况下料管内不产生爆鸣。出铁次数根据电炉容量大小而定，铁与渣同时从出铁 口放出。在出铁后期和出渣不顺利时，应用圆钢通畅炉眼，以帮助排渣。根据炉衬的冲刷程度确定堵眼深度。碳砖内衬用耐火粘土泥球堵眼，镁砖内衬用一定比例的镁砂粉和耐火粘土泥球堵眼。

   炉况不正常的特征为：1、还原剂用量不足时，电极下插深，电流波动，负荷送不足，电极消耗快；炉口火焰发暗；合金含硅、碳量低，铁硬，表皮泡多，渣中Cr3C2含量增高，炉渣粘度增加。2、还原剂过剩时，电极下插浅，电流波动，刺火，喷渣，电极消耗慢；炉底温度低，出铁口不易打开，炉渣不易排出；合金含碳、硅升高，渣中 Cr3C2含量降低。3、硅石过多时，电极下插深，火焰发暗，渣的流动性好，渣中Cr3C2含量升高，凝固的渣子发黑，炉墙侵蚀严重，合金中含碳量升高，合金过热度小，不易从炉内排出。4、硅石过少时，电极下插浅，炉口温度高，电极周围有粘稠的渣子，易翻渣，炉渣粘 度大，不易从炉内放出，由于炉温过高，铁水温度高，含碳量下降，渣铁数量均少。5、硅石和焦炭量都不足时，炉渣中Cr3C2含量低，很粘稠，含有许多未被还原的铬矿 和小金属粒，不易从炉内流出，合金中硅和碳的含量均有降低。6、焦炭量不足、硅石量过剩时，炉渣温度低，易熔而粘稠，含有大量的二氧化硅、Cr3C2和氧化铁，合金中硅含量下降碳含量上升；电极下插深，消耗增加。7、硅石和焦炭过剩时，炉渣易熔，从出铁口排出一些挂渣的焦炭；合金中硅和碳量都高；电极下插不稳。8、焦炭过剩、硅石不足时，电极上抬，出现刺火，焦炭自坩埚里喷出；炉渣熔点高，渣的温度也高，渣中Cr3C2含量低，炉渣粘稠，不易从炉内放出。合金中的铬含量取决于铬矿中的铬铁比和铬的回收率。合金中的碳含量主要与铬矿的物理性能有关。当铬矿熔化性好、块度小时，化料速度快，炉温低，合金含碳量高；反之，若矿石难熔，块度大，化料速度慢，炉温高，由于块矿中 Cr3C2对铬的碳化物有精炼作用，合金含碳量低。合金中的硅含量主要与还原剂用量、炉渣中二氧化硅含量和炉温有关。若还原剂用量多，炉温较高，而渣中二氧化硅含量比较高时，合金中的硅含量也高；反之，合金中含硅量则低。生产中合金含硅量波动在 0.1-5%之间。合金中的硫80%左右来自焦炭，因此要降低合金硫含量，必须采用低硫焦炭。高碳铬铁冶炼过程中，熔剂的用量直接影响炉渣的成分。由于炉渣的成分决定炉渣的熔点，炉渣的熔点又决定炉内的温度，因而选择和控制炉渣的成分是冶炼铬铁的一个重要问题。合适的炉渣成分能使炉内达到足够的温度，保证还原反应顺利进行和还原产 物顺利排出。高碳铬铁的熔点高达  1773K以上，为了保证有高的反应速度并使生成的合金顺利地 从炉内放出和渣铁分离，必须将炉温控制在铬铁熔点以上的 1923-1973K。因此，炉渣的熔点应控制在此范围内。否则，若渣的熔点偏低，炉内温度也低，出炉时，虽然炉渣能顺利流出，但铁水由于过热度小而不能畅流，就会出现出渣多出铁少的现象，严重时会出现只出渣不出铁；若渣的熔点偏高，炉内温度也高，炉渣由于熔点高过热度不够而不能畅 流，但铁水能畅流，就会出现出渣少出铁多的现象，严重时会出现只出铁不出渣。 

   当铬矿中的Cr3C2和FeO被还原后，剩下的主要氧化物为氧化镁和三氧化二铝。这两种氧化物的熔点都很高，必须加熔剂（硅石）以降低其熔点，才能从炉内流出。因此，熔剂的用量就直接影响炉渣的成分。硅石的加入量是根据 铝-镁-硅三元相图确定的。由于炉渣中氧化镁和三氧化二铝的比值在1左右，因而可以通过二氧化硅顶点划一线垂直于底。线上的点就代表炉渣的熔点，它随着二氧化硅量的增加而下降。当氧化镁/三氧化二铝比值发生变化时对炉渣的熔点影响不大，这是因为等熔度线基本上平行于底线的缘故。查三元相图时，必须把炉渣中的二氧化硅、三氧化二铝和氧化镁的含量之和换算为100%。炉渣中三氧化二铝含量对炉渣粘度有影响，若渣中三氧化二铝含量过高，炉渣粘度增加，不利于排渣。但三氧化二铝能增加炉渣的电阻率，有利于电极深插，所以需要一定的含量。