铬铁矿是一种矿物，由含铬的颗粒与脉石矿物组成，主要成分为铁、镁和铬的氧化物：(Fe,Mg)Cr₂O₄，矿物成分较复杂，广泛存在Cr₂O₃、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MgO五种基本组分的类质同象置换，化学成分变化范围很大，Cr₂O₃（18-62%），Al₂O₃（0-33%），Fe₂O₃（2-30%），FeO （0-18%），MgO（6-16%）。

铬铁矿的基本性质：

·   立方晶系，呈黑褐色，密度4.0-4.8g/cm³

·   熔点1900-2050oC

·   呈中性，抗酸和碱性侵蚀

·   体积稳定，加热到1750度而不收缩

·   高温强度大

铬铁矿在市场上按使用要求一般分为3类：

（1）高铬铬铁矿（冶金用），含Cr₂O₃ 48%以上，Cr₂O₃/FeO比值大，主要用来冶炼各种铬铁合金。

（2）高铁铬铁矿（化工用），含Cr₂O₃ 50%以上，主要用来生产重铬酸盐（铬盐），再用它作原料生产其他铬化合物产品。

（3）高铝铬铁矿（耐火材料用），含Cr₂O₃ 30%～35%，含Al₂O3、MgO多，用于生产镁铬砂、镁铬砖等耐火材料。

铬矿砂又称铬铁矿砂，是铸造用特种砂，以铬铁矿经破碎、研磨、筛分成规定粒度，用于造型（制芯），在铸造生产中主要用于大型铸钢件的面砂，防止铸件表面粘砂；其次将其磨粉用于铸造涂料的耐火骨料；铬矿砂是激冷材料，在造型（制芯）时可替代部分冷铁。

铬矿砂中Cr₂O₃的质量分数因为矿源不同而波动，Cr₂O₃含量越高越好。铸造用铬铁矿砂中Cr₂O₃的质量分数不得低于30%，按化学成分分为2级；一级 Cr₂O₃ ≥45%，二级 Cr2O₃≥35%。

对于铸造用砂来讲，铬铁矿砂中最有害的杂质是碳酸盐（CaCO₃, MgCO₃）,它在高温下会分解出二氧化碳气体，使铸件表面出现气孔，因此造型用铬铁矿需要经过900-950度的高温煅烧，使其中达到碳酸盐分解，然后再加工成砂粒。

铬矿砂用于铸造型/芯砂的优点：

（1）铬矿砂有很好的抗碱性渣的作用，不与氧化铁等金属氧化物发生反应，因此在实际应用中，铬矿砂可以避免热化学粘砂；

（2）在熔融金属浇铸过程中，铬矿砂本身发生固相烧结，防止了熔融金属的渗透，从而防止机械粘砂。其机理是铬铁矿砂在高温下,其砂粒中的FeO析出,呈塑性软化状,这种塑性软化的FeO物质能使铬铁矿砂粒之间的点接触变成面接触,砂粒的体积增大、变形，砂粒之间相互挤压，造成砂粒空隙大幅度减小甚至封闭，创造了极高的砂型毛细压力，钢水几乎无法渗透。铬铁矿砂不与钢水及氧化物起反应，钢水表面的氧化铁能加强铬铁矿砂的表面封闭。正是由于这些原因，国内外铸钢厂都采用铬铁矿砂作面砂生产厚大铸钢件。

（3）铬矿砂的热传导率比硅砂大好几倍，可以提高铸件的冷却速度，因此，铬矿砂在实际应用中可以起到外置冷铁的作用；

（4）耐火度高，热膨胀系数低，不与金属氧化物反应，能有效防止铸件脉纹、夹砂等铸造缺陷。

（5）在型砂中加入适量的铬铁矿砂可配制铸钢、铸铁的面砂，在混合料中加入适量的铬铁矿砂，能有效防止热膨胀类铸造缺陷。

尽管采用铬铁矿砂作面砂，在防止厚大型铸钢件渗透粘砂是很有效的，但是在造型生产中，在模型表面敷铬铁矿砂的操作费工费时，而且厚度不均匀。从理论上讲，只要在砂型表面敷10mm厚就足以保证防粘砂的要求，但在实际操作中却做不到。往往敷砂厚度达50-100mm，并且还要在铬铁矿砂表面涂刷锆英粉涂料，造成大量的铬铁矿砂浪费，其生产成本相当高。

铬铁矿粉在铸造涂料上的应用

铬铁矿粉作为涂料的耐火骨料，具有很好的抗侵蚀能力，能非常有效地起到防粘砂的作用。这是因为铬铁矿粉具有良好的自烧结能力，在高温下，部分颗粒受热分解，析出氧化亚铁和氧化铬等。氧化亚铁的熔点仅有1350度，同时氧化亚铁和氧化铬有能与涂料中的铝硅酸盐（杂质或来自添加剂）发生反应，生成低熔物，从而使未分解的铬矿粉烧结成致密强韧的烧结层。（请参阅 "耐火骨料的烧结以及易剥离粘砂层理论在铸造涂料上的应用"一文）。另外，铬铁矿粉具有良好的化学稳定性（惰性），不与钢液和FeO起溶蚀反应，保证了烧结层的厚度和完整。

湖北工业大学的李四年等用不同目数的铬铁矿粉并与镁砂粉、锆英粉和刚玉粉等按照一定比例混合，制成防渗透粘砂涂料，用于厚大铸钢件，不必使用铬铁矿砂做为面砂，即可取得防渗透粘砂的效果。

但是，涂料所用的铬铁矿粉本身是铬铁矿或铬铁矿粉经过粉碎加工而成。因为材料脆性大，骨料颗粒呈尖角状，容易造成涂料涂刷性能不好。需要对骨料的粒度合理搭配，同时要调整涂料的悬浮体系，以改善涂料的涂刷性能。另外，有的铬铁矿粉不是专门为涂料骨料而粉碎加工的，只是铬铁矿砂的筛余物，杂质含量高，成分波动大，往往对涂料的使用性能和耐火性能造成质量影响。因此，采购涂料用铬铁矿粉时一定要确保成分复合要求且稳定，不要因为贪图便宜而买到筛余物等副产品。