硅鋁鐵熱力學(xué)

硅鋁鐵單元素脫氧

各元素單獨(dú)脫氧時(shí)，通過元素含量和氧含量的平衡關(guān)系可以看出鋁比硅的脫氧能力要強(qiáng)得多，至少相差一個(gè)數(shù)量級。

硅鋁鐵硅鋁復(fù)合脫氧

在較低的鋁含量下，硅可以明顯改善鋁的脫氧能力，當(dāng)鋁含量增加到一定值時(shí)，這種作用消失，這時(shí)氧含量受鋁含量控制，硅失去脫氧能力。使用成分60%Si和40%Al的硅鋁合金、其脫氧產(chǎn)物成分取決于合金加入量。當(dāng)其加入量為0.3%時(shí)，析出硅酸鋁；0.6%時(shí)，析出多鋁紅柱石；0.9%時(shí)，析出產(chǎn)物90%為α-剛玉。顯然Al/Si= 40/60這一比值中，鋁含量較多，硅鋁合金加入量的增多，意味著過量鋁的增多，因而不利于復(fù)合脫氧的發(fā)展。

硅鋁鐵脫氧動(dòng)力學(xué)

脫氧產(chǎn)物的去除速度符合斯托克斯定律，即產(chǎn)物尺寸越大，越有利于上浮去除。只有鋼液中有SiO₂存在的前提下，加鋁時(shí)生成的Al₂O₃，才能與之結(jié)合生成低熔點(diǎn)產(chǎn)物，促進(jìn)其上浮去除。這說明，保證有硅脫氧反應(yīng)的發(fā)生，對改善脫氧的動(dòng)力學(xué)條件是很重要的 。

利用硅鋁鐵合金進(jìn)行脫氧經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，證明效果良好。和采用鋁脫氧相比，不僅鋁的收得率高，殘鋁量易于控制，夾雜物形態(tài)也有所改善。

采用硅鋁合金后，元素收得率高，主要是因?yàn)楹辖鸨戎卦龃?，鋁比重2.7g/cm³，硅鋁鐵（FeAl₃₀Si₂₀）比重3.5-4.2g/cm³ ，煉鋼終渣比重一般為2.8-3.2g/cm³，因而合金加入后會(huì)沉入渣面以下，有效地控制了鋁與空氣及熔渣中的氧反應(yīng)。

脫氧效果好，一般認(rèn)為是生成了復(fù)雜的脫氧產(chǎn)物，氧化物活度降低，有利于脫氧反應(yīng)進(jìn)行。另外，易生成低熔點(diǎn)相，使夾雜物易聚合，促進(jìn)上浮去除。分別采和鋁和硅鋁鐵（FeAl₃₀Si₂₀）脫氧時(shí)，鋼中全鋁含量，前者比后者高，而后者的酸溶鋁卻比前者要高，這說明采用硅鐵時(shí)，鋁氧化物夾雜大大減少 。

自然界中含Al₂O₃及SiO₂并且可供冶煉用的原料相當(dāng)廣泛，除鋁礬土、硅石外，含硅鋁的多種原料如高嶺土、硅殘石、藍(lán)晶石、煤殲石、粉煤灰等均可用作硅鋁合金生產(chǎn)，有些含鐵高而未加利用的鋁土礦更是合用。當(dāng)然冶煉高含鋁量的合金要求高含鋁量的礦石。我國的鋁礬土儲量雖然比較豐富，但主要用于生產(chǎn)電解鋁。從戰(zhàn)略發(fā)展的角度出發(fā)，采用其它原料甚而工業(yè)廢料生產(chǎn)硅鋁鐵合金符合我國國情，因而須對這種原料生產(chǎn)低牌號硅鋁鐵給予充分重視。

硅鋁鐵冶煉難點(diǎn)

冶煉這種合金的主要工藝難點(diǎn)是爐底上漲。主要原因是爐內(nèi)形成碳化物后，電阻率下降，引起電極上抬，從而使?fàn)t底溫度不足，形成假爐底。另外，由于該合金和冶煉過程形成的熔渣比重差別較小，易造成冶煉過程渣鐵不能充分分離，鐵合金中硅鋁含量越高，這種情形越明顯。

實(shí)踐表明，當(dāng)采用鋁礬土配料進(jìn)行高含鋁量的合金冶煉時(shí)，爐料燒結(jié)困難，易造成塌料使冶煉難以正常進(jìn)行，這與冶煉硅鐵時(shí)硅石易燒結(jié)的特點(diǎn)相反。

硅鋁鐵冶煉設(shè)備

對硅鋁鐵合金生產(chǎn)，按原料處理方式分，有礦石還原劑經(jīng)配料直接入爐和先經(jīng)造團(tuán)處理然后入爐兩種。

我國大多數(shù)鐵合金廠，沒有造團(tuán)處理設(shè)備.由于進(jìn)行硅鋁鐵合金生產(chǎn)的電爐，多是原來根據(jù)硅鐵生產(chǎn)需要設(shè)計(jì)的，因而電壓檔次相對偏高，在改產(chǎn)硅鋁鐵合金時(shí)，由于鋁礬土電阻率小，在原有的操作電壓水平上，電極不易下插，炯燒不好，導(dǎo)致爐況不易控制。另外，我國改產(chǎn)硅鋁鐵的礦熱爐一般容量都比較小，在生產(chǎn)高鋁含量合金時(shí)，由于渣鐵不易分離，需在爐外進(jìn)行處理，小容量礦熱爐出鐵量少，使這一工序的有效實(shí)施難以進(jìn)行。

從資源合理利用及我國的生產(chǎn)設(shè)備及工藝狀況出發(fā)，應(yīng)生產(chǎn)低鋁含量的合金，而作為使用廠家，則一般要錄合金鋁含量盡可能高些，這構(gòu)成了一對矛盾 。

作為煉鋼用脫氧劑和合金元素，鋁的作用是非常大的。多少年來，煉鋼多采用鋁餅或鋁錠直接加入煉鋼爐內(nèi)或鋼包鋼水的方法。用的是一次純鋁，不僅成本高，且鋁被空氣和渣中氧氧化達(dá)70-90%，造成鋁燒損過大和鋼液中殘鋁量的較大的波動(dòng)。圍繞提高鋁的收得率和準(zhǔn)確的殘鋁控制做了大量工作。喂線法作為這方面的典型代表，已廣泛地應(yīng)用在煉鋼后步工序的鋼水殘鋁量微調(diào)及補(bǔ)充脫氧上，其基本原理是控制了鋁加入鋼水的深度，避免了鋁與空氣及渣中不穩(wěn)定組元的接觸。采用鋁鐵及其它含鋁合金進(jìn)、行脫氧也被證明是一種非常有效的方法，不僅耗鋁量大大降低，可以更準(zhǔn)確地控制鋁加入量，非金屬夾雜物含量也有所降低，硅鋁鐵作為近兩年來新的復(fù)合脫氧劑，在保證與純鋁脫氧同樣的鋼的終氧含量水平及機(jī)械性能的前提下，不僅取得了明顯的節(jié)鋁效果（比采用純鋁時(shí)節(jié)鋁40-50%），而且改善了部分鋼水的澆注性能，水口結(jié)瘤等現(xiàn)象大大減輕。為盡快使這一技術(shù)得到應(yīng)用，冶金部1989年正式行文，提出“1990年開始在全國重點(diǎn)企業(yè)和地方企業(yè)中，全部推廣應(yīng)用硅鋁鐵作脫氧劑”，取代原來所用一次鋁，并同時(shí)頒布了暫行供貨標(biāo)準(zhǔn)，邁出了使用硅鋁鐵進(jìn)行鋼水脫氧和合金化的可喜的一步 。

1.從設(shè)備及資源條件看，生產(chǎn)較低鋁含量的硅鋁鐵合金符合我國的國情。

2.提高硅鋁鐵中硅鋁比有利于脫氧。鑒于這兩點(diǎn)，必須開發(fā)高硅低鋁的硅鋁鐵產(chǎn)品 。

普遍用于開關(guān)電源用，他具有著溫升低，高的飽和磁通密度，較高的導(dǎo)磁率C，主要系列產(chǎn)品是鐵粉芯磁環(huán)28材，鐵粉芯磁環(huán)26材（黃白環(huán)），鐵粉芯磁環(huán)52材（蘭綠環(huán)），鐵粉芯磁環(huán)33材（灰黃色），鐵粉芯磁環(huán)18材，鐵粉芯磁環(huán)2材（紅灰環(huán)），鐵粉芯磁環(huán)40材（綠黃環(huán)），鐵粉芯磁環(huán)8材（黃紅環(huán)）等。 鐵硅鋁磁環(huán)

紅星鐵硅鋁軟磁粉末鐵硅鋁粉末

鐵硅鋁粉末（全稱鐵硅鋁軟磁粉末 ）就是特指那些矯頑力小、容易磁化和退磁的磁性材料。所謂的軟，指這些材料容易磁化，在磁性上表現(xiàn)“軟”。軟磁材料的用途非常廣泛。因?yàn)樗鼈內(nèi)菀状呕屯舜?，而且具有很高的?dǎo)磁率，可以起到很好的聚集磁力線的作用，所以軟磁材料被廣泛用來作為磁力線的通路，即用作導(dǎo)磁材料，例如變壓器、傳感器的鐵芯，磁屏蔽罩，特殊磁路的軛鐵等。

紅星鐵硅鋁軟磁粉末鐵硅鋁粉芯

全稱鐵硅鋁磁粉芯磁性合金是二十世紀(jì)三十年代由日本人發(fā)明的。其發(fā)明地在仙臺縣，故又稱Sendust合金。隨后，八十年代初期將其制成磁粉芯也稱Sendust磁粉芯，我們用CS來表示。鐵硅鋁磁粉芯的磁性能與高通量磁粉芯相近似，且損耗比高通量磁粉芯要低，然而它的價(jià)格要便宜許多。因此，近年來使用也愈來愈廣泛。凡是能取代MPP、高通量磁粉芯的地方，都可盡量采用鐵硅鋁磁粉芯。

鐵硅鋁合金的標(biāo)準(zhǔn)成分是：AL5.4%；Si9.6%；其余為鐵。生產(chǎn)鐵硅鋁磁粉芯用的合金成份控制范圍是：AL5.2-5.6%；Si9.2-9.8%；其余為鐵。低頻（1kHz以下）使用的鐵硅鋁鐵粉芯，其有效導(dǎo)磁率最高可達(dá)μе147。目前我們大量生產(chǎn)供貨的鐵硅鋁磁粉芯有以下幾種性能檔次：μе26；μе60；μе75；μе90；μе125等，這也是最常用的。鐵硅鋁磁粉芯的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs值為：800-1000mT。使用安匝數(shù)為300左右。產(chǎn)品壓制密度5.2-6.0。鐵硅鋁磁粉芯的各種常用規(guī)格見表3。我們生產(chǎn)的鐵硅鋁磁粉芯的涂層色標(biāo)為黑色標(biāo)記。也可以按用戶要求的色標(biāo)來涂層。各種規(guī)格型號的鐵硅鋁磁粉芯的標(biāo)記方法用CS加上外徑和有效導(dǎo)磁率來表示。如型號CS330125表示33×20×10.7㎜μе的鐵硅鋁磁粉芯（詳見高通量磁粉芯）。