高纯磷铁电硅热法制备影响因素实验研究林保全1，庞建明2，宋耀欣2，李石稳1，岳锦涛1（1.钢铁研究总院，北京100081；2.中国钢研科技集团有限公司资源应用与合金材料事业部，北京100081）摘要：本研究以磷矿石和铁粉为原料，工业硅为还原剂，通过正交实验研究冶炼温度、保温时间、配硅系数对磷铁合金产品中C含量、Ti含量、P含量以及P组分收得率的影响。结果表明：实验所得磷铁合金中C含量均低于0.043%，Ti含量均低于0.036%。各因素对P含量以及P组分收得率的影响程度大小顺序为：配硅系数>冶炼温度>保温时间。电硅热法制备低C低Ti高纯磷铁合金的较佳工艺条件为冶炼温度1390℃，保温时间60min，配硅系数1.2。此条件下磷铁合金成分为C含量0.010%，Ti含量0.036%，P含量27.78%，P组分收得率为96.49%。关键词：磷铁合金；正交实验；电硅热法；P组分收得率doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2023.02.006中图分类号:TD985;TD95文献标志码:A文章编号:1000-6532（2023）02−0028−05磷铁合金作为磷元素的添加剂主要用于冶金化工领域。磷在大多数钢中为有害元素，但随着钢铁工业的发展，磷元素在冶金行业中的应用也越来越广泛[1]。研究表明，在无取向硅钢中磁感应强度随P含量的增加而增加，铁损随着P含量的增加而线性降低[2-3]。此外，在铁基非晶合金中加入P元素可以有效提高非晶的形成能力和耐侵蚀性能[4]。我国的磷铁合金主要是在制取热法磷酸过程中作为副产品生产[5-6]。普通磷铁中C、Ti等杂质元素的含量偏高，作为添加剂使用会严重危害无取向硅钢和非晶合金等材料的电磁性能[7]。为解决此问题，本文以磷矿石、铁粉为原料，采用工业硅为还原剂，通过正交实验研究验证电硅热法制备低C低Ti高纯磷铁合金的可行性并优化工艺参数，为工业化批量生产提供参考。实验产品目标成分P20%～30%，C<0.5%，Ti<0.05%；P组分收得率>90%。1实验1.1实验原理磷矿石中的P元素以P2O5的形式存在，以Si为还原剂从磷矿石中还原磷单质，磷在金属铁中超过溶解度极限时会生成磷铁化合物[8]，相关的热力学方程如下：Si还原P单质反应：2Ca3(PO4)2+5Si=2P2+5CaSiO3+CaO(1)铁与P2反应：4Fe+P2=2Fe2P(2)2Fe+P2=2FeP(3)图1是根据式（1）～（3）计算得到的∆Gθ与温度T的关系[9]。在冶炼温度区间内，上述反应都有很大的进行趋势。1.2实验原料及实验设备实验所用原料均为低C低Ti物料，含磷原料为贵州某磷矿石，成分见表1；含铁物料为铁粉；硅质还原剂为工业硅。实验所用设备为高温炉，采用氧化铝坩埚...
