[发明专利]一种用于高效连续生产Fe-6.5%Si薄带的熔盐渗硅炉

说明书

本发明公开了一种用于高效连续生产Fe‑6.5％Si薄带的熔盐渗硅炉，属于高硅钢生产技术领域，包括炉盖和炉体，所述炉盖与炉体可分离；所述炉盖内设有循环水冷系统；所述炉体包括炉壳、炉缸和炉衬，所述炉衬设在炉壳与炉缸之间，所述炉壳为倒梯台敞口结构，所述炉缸具有与炉壳相匹配的形状和大小，所述炉缸内壁上设有多个石墨坛，所述炉缸底部铺设有厚度为20mm的石墨板；所述炉衬通过保温砖铺砌而成，所述炉衬包括耐火层、中间层和隔热层，所述耐火层与炉缸之间设有电加热设备。本发明可实现Fe‑6.5％Si薄带连续化生产，无污染气体排出，节省设备空间占用率，并且制备Fe‑6.5％Si薄带表面平整，成分均匀。

技术领域

本发明属于高硅钢生产技术领域，具体涉及一种用于高效连续生产 Fe-6.5％Si薄带的熔盐渗硅炉。

背景技术

硅钢薄带是一类性能非常优异的软磁合金，是电子、电力、通讯以及国防军事工业中不可缺少的中药软磁材料，因此一直以来被作为高频铁芯的理想材料而倍受关注。高硅钢一般是指含4.5％-6.7％(质量分数)Si的Si-Fe合金，而通常的高硅钢是指含6.5％(质量分数)Si的Si-Fe合金，Fe-6.5％Si硅钢能承受超大离心力的作用，可用于制作超高速电机的转子，Fe-6.5％Si硅钢还具有良好的温度稳定性，能用于温度变化明显、对稳定性要求较高的工作环境， Fe-6.5％Si硅钢的软磁性能也极其优异。

研究表明，如果把Si加入纯铁中，那么合金的饱和磁化强度和居里温度都会大幅度降低，对纯铁性能不利，但是可以使合金的磁导率和电阻率有较大提高，并且可以降低合金的损耗、磁晶的各向异性和磁致伸缩。当Si含量接近6.5％时，Fe-6.5％Si合金的λ₁₁₁和λ₁₀₀同时接近于零，即磁致伸缩减小到零、磁导率最大、铁损最小，是制作低噪音、低铁损变压器和电抗器的理想铁芯材料。随着社会需求的不断提高，高Si含量的Fe-Si合金的应用地位不断上升，但是，Fe-Si合金随Si含量的提高，硬度增加，延展性下降，Fe-6.5％Si合金的机械加工性能变差，因而常规轧制法不能将其加工成薄板或条带，这严重制约着该合金的应用。

目前，Fe-6.5％Si合金的主要制备方法包括沉积—扩散法、快速凝固法、特殊轧制法、喷射成型法、粉末冶金法等，各种方法都有其各自的优缺点，其中仅有化学气相沉积法(CVD)在日本NKK实现了工业化生产，其他的方法还处于实验室研究阶段。

CVD法的基本理念是：先在加工性能良好的低硅状态下轧制，然后向硅钢板中添加硅以提高硅含量。以传统工艺制造的硅钢带(硅含量2％～3％)为原材料，通过连续CVD炉(保护气体为N₂或惰性气体)，并向炉内通入SiCl₄气体，在一定温度下发生反应于硅钢表面生成一层Fe₃Si物质，之后再将炉温提高至1100℃，促进硅向硅钢带内部扩散，最终可制备出Fe-6.5％Si合金带。

尽管CVD工艺已取得了成功，但仍存在以下几个问题：(1)沉积温度高，能耗大，设备腐蚀严重导致寿命缩短；(2)CVD工艺凭借SiCl₄腐蚀铁表面，可形成Fe₃Si沉积层，合金表面存在坑洼的缺陷，需要结合温轧工艺才可使合金表面平整，这给生产带来不便；(3)CVD产生的FeCl₂废气，既污染环境，又造成铁的流失。

发明内容

针对上述背景，本发明提供一种用于高效连续生产Fe-6.5％Si薄带的熔盐渗硅炉，以解决现有技术中存在的问题。