提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法.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CN110373558A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910766394.4(22)申请日2019.08.19(71)申请人攀钢集团研究院有限公司地址610000四川省成都市高新区西部园区创新组团攀钢集团研究院有限公司(72)发明人陈海军尹丹凤王永钢师启华(74)专利代理机构成都虹桥专利事务所(普通合伙)51124代理人张小丽(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C27/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法(57)摘要本发明公开了一种提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法，属于冶金技术领域。本发明为解决现有技术生产钒铝合金杂质含量偏高，成本偏高的技术问题，提供了一种提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法，包括：以五氧化二钒和铝粒为原料，在铝质胎皮作内衬的直筒炉中，点火进行铝热还原反应，得钒铝合金。本发明利用铝质胎皮作内衬，通过优化炉体结构和打结方式，不需要添加造渣冷却剂，减少了炉内外来水和杂质元素铁、硅等杂质的带入量，成品气孔减少，有效提高了钒铝合金质量，且成本更低，合金外观质量光滑整洁，合金成品率高。CN110373558ACN110373558A权利要求书1/1页1.提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法，其特征在于：包括以下步骤：以质量比为1.15～1.8：1的五氧化二钒和铝粒为原料，在铝质胎皮作内衬的直筒炉中，点火进行铝热还原反应，得钒铝合金；其中，所述铝质胎皮作内衬的直筒炉由上圈和炉底两部分构成，炉体采用分层分部的方式进行干打结，打结过程如下：先在炉底铺30～35cm厚度的刚玉渣，振动压实后放置两层铝质同心圆胎皮，在靠近炉壁的一圈内加入刚玉渣进行打结，在内圈中先加入镁砂打结至高度占炉底高度的1/3～1/2，然后在内圈余下部分加入刚玉渣进行打结，最后将镁砂铺于炉体底部，振动压实。2.根据权利要求1所述的提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法，其特征在于：所述铝质同心圆胎皮与炉体高度持平；两层铝质同心圆胎皮之间的距离为15～20cm。3.根据权利要求1所述的提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法，其特征在于：所述五氧化二钒的纯度≥99.7％。4.根据权利要求1所述的提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法，其特征在于：所述Al粒的纯度≥99.85％。5.根据权利要求1所述的提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法，其特征在于：所述点火以过氧化钡为点火剂，镁条为引燃材料。6.根据权利要求1所述的提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法，其特征在于：铝热还原反应结束后，静置不少于30min，再进行炉体移动。7.根据权利要求1～6任一项所述的提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法，其特征在于：所述刚玉渣为粒度10～15mm的钒铝冶炼渣颗粒。2CN110373558A说明书1/4页提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法技术领域[0001]本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种提高铝热法冶炼钒铝合金产品质量的方法。背景技术[0002]铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。铝热剂指铝和金属氧化物的混合物，将铝粉和一定量的高熔点金属氧化物(如氧化铁等)混合后，用镁条引燃，可以看到铝粉在较高的温度下剧烈反应，反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒，生成物为氧化铝和该高熔点金属的单质。铝热反应十分激烈，所以点燃后难以熄灭，点燃之后很难控制反应过程。铝热反应是将炉料装入，并在点火后一刹那迅速产生高温(1700℃～3000℃)使得炉料处于熔融状态，进而进行合金提炼。这种冶炼方式的优点在于不需输入电热，能耗低，比电弧炉冶炼法生产成本低。[0003]钒铝合金是一种用于钛合金的基础原料，当前是继钒在钢中应用之后的第二大应用领域。Ti-6Al-4V和Ti-8Al-1Mo-1V，这两种钛合金总共占钛合金市场的50％，主要用于生产喷气发动机、高速飞行器骨架和火箭发动机机壳。钛合金生产所用的钒是以钒铝合金形式加入。日本、美国、英国等国家还在进一步加大含钒钛合金在民用工业中的应用研究。[0004]目前，钒铝合金生产工艺中一般以五氧化二钒为原料，采用铝热法生产钒铝合金。由于五氧化二钒与金属铝反应放出大量的热量，热量大幅过剩、使反应呈现爆炸性，在绝热的情况下足以使体系的温度升高到3000℃以上。因此，炉料中通常要配入一定量的惰性物质(俗称消热剂)来控制反应速度和反应产物的温升。由于消热剂总是含有一定量的Fe、Si、P和重金属元素，因此生产出的钒铝合金中杂质含量较高。[0005]CN200910117560.4中公开了一种钒铝合金材料的制备方法，该法按质量百分比计，称取粉末状的Al20％～33.1