[发明专利]一种利用废硅钢生产铁硅合金粉末的方法

说明书

本发明为一种以废硅钢为原料，气雾化生产铁硅粉末的方法，包括以下步骤：①以废硅钢、工业硅、纯铁为原料熔炼铁硅合金熔体；②将熔体倾倒入中间包，并经底部的导流管进入气雾化室内雾化成液滴，液滴冷却后制得铁硅粉末。本发明的创新性在于采用废硅钢代替或部分代替纯铁及工业硅，可以显著降低气雾化制粉的成本，保证产品成分准确，同时废硅钢中的铬、锰元素可以提高粉末的抗氧化能力以及耐蚀性能，在不降低其磁性能的同时，提高粉末的实用性能。

技术领域

本发明属于金属软磁材料制备领域，具体涉及到一种利用废硅钢生产铁硅合金粉末的方法。

背景技术

软磁材料是一类具有低矫顽力和较高磁导率的材料，主要包括金属软磁和铁氧体软磁两类。传统的金属软磁如硅钢，具有较高的饱和磁感和磁导率，但由于含硅量的限制，电阻率较低，在高频下涡流损耗较大，不能用于高频电子器件；铁氧体软磁具有高频损耗低的优点，可用于小型电子器件，但饱和磁感和磁导率低，无法适用于大电流器件。

制备铁硅合金粉末的方法有机械破碎法和雾化法。机械破碎法制备的粉末形状不规则，氧含量较高，粉末压制性较差，且压制成的粉芯性能较差；雾化法制备的粉末球形度高，氧含量低，压制性能好，其中又以气雾化制备的粉末氧含量最低，形貌最好。

真空气雾化相比非真空气雾化及水雾化，粉末性能较好，但采用抽真空及惰性雾化气体以及高纯原料的使用使其生产成本较高。从原料上看，目前雾化生产铁硅合金粉末多以工业硅(含硅量99.5％以上)、工业纯铁(含铁99.6％以上)，成本较高，且在添加其他合金元素如铬、镍时，需另购买纯金属并在熔炼时添加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种利用废硅钢生产铁硅合金粉末的方法，采用废硅钢、工业硅、纯铁为原料，与现有以纯铁锭、硅锭为原料制备粉末相比，成本更低，同时在保证了粉末的磁性能的同时，提高了抗氧化、耐蚀等实用性能。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种利用废硅钢生产铁硅合金粉末的方法，它以废硅钢、工业硅、纯铁为原料熔炼铁硅合金熔体，然后雾化成铁硅合金粉末。其中，所述原料废硅钢、工业硅、纯铁按质量百分比计分别为：废硅钢70～95％，工业硅2～8％，纯铁0～25％。

按上述方案，所述废硅钢按质量百分比计，含硅1.5％～3.5％，含铬0.02％～0.3％，含锰0.2％～0.5％；其余微量元素的含量均小于0.1％，且其余微量元素的总含量不大于0.5％，余量为铁。其中，废硅钢采用硅钢废板卷和废切头等。

按上述方案，所述工业硅含硅99.5wt％以上，纯铁含铁99.6wt％以上。

按上述方案，以废硅钢、工业硅、纯铁为原料，原料整体上的组成成分按质量百分比计符合如下条件：Si：5.5wt％～7.2wt％，Cr：0.05wt％～0.2wt％，Mn：0.2wt％～0.3wt％，其余微量元素的含量分别小于0.1wt％，且其余微量元素的总含量不大于0.5wt％，余量为铁。

进一步地，本发明提供一种具体的利用废硅钢生产铁硅合金粉末的方法，包括以下步骤：

步骤1、将熔炼炉及雾化室抽真空并充以氮气作为保护气体，按本发明上述原料配比先将废硅钢及纯铁投入到熔炼炉中，当熔炼炉内废硅钢熔化后，再投入工业硅，完全熔化后，得到铁硅合金熔体；

步骤2、以一定功率对熔炼炉和中间包进行升温，当熔炼炉和中间包都达到预设温度后，向熔炼炉内加入铁硅合金熔体质量0.6～0.8％的硅钙粉覆盖铁硅合金熔体，造渣除渣，当熔炼炉和中间包都达到预设温度后，维持熔炼炉和中间包内温度为预设温度，准备雾化；

步骤3、将熔炼炉内铁硅合金熔体倾倒入中间包，经导流孔以一定速率进入雾化室，期间维持中间包内温度为预设温度；铁硅合金熔体在雾化室内被高压氮气的气流冲击破碎成液滴，液滴冷却后即为铁硅合金粉末。