碳热法制备硼铁合金的试验研究

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目前铝热法生产的硼铁合金受铝含量的影响,已满足不了高新产品的质量要求,迫切需要一种可以制备低铝硼铁合金的方法,以适应市场的需求。本文针对硼铁的制备方法和应用进行了概述,并全面分析了制备硼铁合金的热力学条件。同时借助扫描电镜分析、X射线衍射分析和能谱分析等分析手段,利用硼酐和铁屑为原料,稻壳和木炭作为还原剂,采用碳热法制备硼铁合金,在800kVA电炉上进行了一系列试验,系统探讨了稻壳和木炭配入量以及动力学条件对硼铁合金成分、形态和杂质元素的分布状态的影响。在本试验条件下,得到如下结论: (1)以硼酐和钢屑为原料,利用稻壳和木炭作为还原剂,采用碳热法可以制备出硼含量大于18%的硼铁合金。 (2)硼铁合金中的杂质元素主要以硅、铝和碳为主,且散乱的镶嵌在硼铁合金基体的内部。 (3)随着木炭配入量的增加,有利于提高硼铁合金中硼含量,降低铝含量,但合金中的碳和硅含量相应的增加,同时易引起合金中硼的偏析。 (4)随着稻壳配入量的增加,硼铁合金中铝含量显著升高,硅和碳含量呈先降低后升高的趋势,所以应控制稻壳的配入量为30%以下。 (5)反应温度控制在1520~1540℃为宜,反应时间控制在2~2.5h为宜。
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