熔融含钛渣制备钛基合金的装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113337745A(43)申请公布日2021.09.03(21)申请号202110626910.0(22)申请日2021.06.04(71)申请人中国恩菲工程技术有限公司地址100038北京市海淀区复兴路12号(72)发明人李东波杜国山徐月和郭亚光王云陈学刚黎敏徐小锋高永亮陈宋璇曹珂菲陆志方刘诚魏甲明茹洪顺李兵张海鑫(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人白雪(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C14/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称熔融含钛渣制备钛基合金的装置及方法(57)摘要本发明提供了一种熔融含钛渣制备钛基合金的装置及方法。该装置包括熔融含钛渣供应单元、铝粉供应单元(和/或铝线供应单元)、钛合金冶炼炉以及惰性气体供应单元；熔融含钛渣供应单元具有熔融含钛渣出口；铝粉供应单元用于供应铝粉，铝线供应单元用于供应铝线；钛合金冶炼炉具有炉体，炉体具有熔融含钛渣进口，熔融含钛渣进口与熔融含钛渣出口相连；钛合金冶炼炉还包括射流喷吹单元和/或喂线单元，射流喷吹单元的进口与铝粉供应单元相连，出口与炉体内部相连。上述装置能够利用熔融含钛渣直接生产钛基合金，采用喂线法或射流喷吹法将铝加入到熔融含钛渣中进行还原处理直接产出钛基合金，具有高效、低耗、工序简单的优势。CN113337745ACN113337745A权利要求书1/2页1.一种熔融含钛渣制备钛基合金的装置，其特征在于，包括：熔融含钛渣供应单元(10)，具有熔融含钛渣出口；铝粉供应单元(20)和/或铝线供应单元(30)，所述铝粉供应单元(20)用于供应铝粉，所述铝线供应单元(30)用于供应铝线；钛合金冶炼炉(40)，具有炉体(41)，所述炉体(41)具有熔融含钛渣进口(411)，所述熔融含钛渣进口(411)与所述熔融含钛渣出口相连；所述钛合金冶炼炉(40)还包括射流喷吹单元(42)和/或喂线单元(43)，所述射流喷吹单元(42)的进口与所述铝粉供应单元(20)相连，出口与所述炉体(41)内部相连；所述喂线单元(43)的进口与所述铝线供应单元(30)相连，出口与所述炉体(41)内部相连；惰性气体供应单元(50)，其出口与所述炉体(41)连通。2.根据权利要求1所述的熔融含钛渣制备钛基合金的装置，其特征在于，所述装置包括所述铝粉供应单元(20)，所述射流喷吹单元(42)包括一个或多个射流喷枪，所述炉体(41)的侧壁和/或顶壁上还设置有与所述射流喷枪一一对应设置的喷孔(412)，所述射流喷枪与所述喷孔(412)相连。3.根据权利要求2所述的熔融含钛渣制备钛基合金的装置，其特征在于，所述铝粉供应单元(20)和所述射流喷吹单元(42)通过喷吹管路相连，所述惰性气体供应单元(50)的出口与所述喷吹管路相连。4.根据权利要求2或3所述的熔融含钛渣制备钛基合金的装置，其特征在于，所述喷孔(412)设置在所述侧壁上，将所述炉体(41)内部熔渣的高度记为H，将所述喷孔(412)距离所述炉体(41)内部熔渣与合金界面的高度记为h，则h/H＝1/10～1/3。5.根据权利要求1至3中任一项所述的熔融含钛渣制备钛基合金的装置，其特征在于，所述装置包括所述铝线供应单元(30)，所述炉体(41)顶部设置有一个或多个喂线孔(413)，所述铝线供应单元(30)与各所述喂线孔(413)均相连，用于通过所述喂线孔(413)向所述炉体(41)内部输送所述铝线。6.一种熔融含钛渣制备钛基合金的方法，其特征在于，采用权利要求1至5中任一项所述的装置制备所述钛基合金，所述方法包括以下步骤：在惰性气氛下，将熔融含钛渣投入钛合金冶炼炉(40)的炉体(41)内，通过射流喷吹的方式将铝粉喷入至所述炉体(41)内和/或通过喂线的方式将铝线喂入所述炉体(41)内，以使所述熔融含钛渣进行还原反应，并形成所述钛基合金。7.根据权利要求6所述的熔融含钛渣制备钛基合金的方法，其特征在于，所述还原反应过程中，持续喷入所述铝粉，或持续喂入所述铝线；且随着所述还原反应的进行，所述炉体(41)内的熔池由上至下依次为熔融含钛渣层、还原尾渣层以及钛基合金层；当采用所述射流喷吹的方式喷入所述铝粉时，喷入位置位于所述还原尾渣层或位于所述熔融含钛渣层的下部；当采用所述喂线的方式喂入所述铝线时，所述铝线的端头位于所述还原尾渣层或位于所述熔融含钛渣层的下部。8.根据权利要求6或7所述的熔融含钛渣制备钛基合金的方法，其特征在于，所述熔融含钛渣的进料温度为1500～1550℃，所述还原反应的温度为1500～1900℃，优选为1700～1800℃。9.根据权利要求6至8中任一项所述的熔融含钛渣制备钛基合金的方法