电铝热法冶炼钒铝合金的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102925722A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102925722A(43)申请公布日2013.02.13(21)申请号201210357559.0C22B34/22(2006.01)(22)申请日2012.09.24(71)申请人河北钢铁股份有限公司承德分公司地址067102河北省承德市双滦区滦河镇金融广场河北钢铁股份有限公司承德分公司(72)发明人陈东辉李东明李九江朱立杰白瑞国(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108代理人曹淑敏(51)Int.Cl.C22C1/00(2006.01)C22C27/02(2006.01)C22B5/04(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称电铝热法冶炼钒铝合金的方法(57)摘要本发明公开了一种电铝热法冶炼钒铝合金的方法，其将氧化钒、还原剂铝以及造渣剂混合均匀后分期加入电弧炉内，依次进行铝热还原反应进行冶炼；冶炼完毕后清渣、精整破碎，即可得到钒铝合金。本方法采用电铝热法分期冶炼，可有效避免反应热的集中释放，可有效减轻反应过程中的喷溅状况，减少钒损失；可通过外加热源提供给热量，可调整渣温，促进、保障渣与合金分离，大幅度降低渣中合金夹带现象的发生，提高产品收率。本方法的钒收率高，能降低原料成本、提高钒铝合金产品合格率及产品品级，且反应过程可控，尤其适合大规模工业生产。CN102957ACN102925722A权利要求书1/1页1.一种电铝热法冶炼钒铝合金的方法，其特征在于：其将氧化钒、还原剂铝以及造渣剂混合均匀后分期加入电弧炉内，依次进行铝热还原反应进行冶炼；冶炼完毕后清渣、精整破碎，即可得到钒铝合金。2.根据权利要求1所述的电铝热法冶炼钒铝合金的方法，其特征在于：所述氧化钒、还原剂铝以及造渣剂混合均匀后至少分三期加入电弧炉内，每期加料重量相差不超过20%。3.根据权利要求2所述的电铝热法冶炼钒铝合金的方法，其特征在于，所述的冶炼过程为：首期原料加入电弧炉内后电极点火开始铝热反应，通电冶炼3～25min，然后加入第二期原料，继续通电冶炼3～25min，依次加入其余批次原料且每批原料通电冶炼3～25min；最后一期原料冶炼完成后，向反应渣内喷铝粉贫渣，然后继续通电冶炼3～15min，即可完成冶炼。4.根据权利要求3所述的电铝热法冶炼钒铝合金的方法，其特征在于：所述喷铝粉贫渣过程是在0.6～0.8Mpa的氩气作用下，每吨五氧化二钒喷铝粉量为10～30kg。5.根据权利要求１－4任意一项所述的电铝热法冶炼钒铝合金的方法，其特征在于：所述氧化钒为五氧化二钒、四氧化二钒和/或三氧化二钒。2CN102925722A说明书1/4页电铝热法冶炼钒铝合金的方法技术领域[0001]本发明涉及一种钒铝合金的生产方法，尤其是一种电铝热法冶炼钒铝合金的方法。背景技术[0002]目前钛合金广泛应用于航空航天领域，钒铝合金作为航空级钛合金生产中的一种重要合金添加剂，具有良好的应用前景。此外，钒铝合金还是炼制不含铁超合金及金属钒的原料。因此研究一种高产、高效、低成本生产钒铝合金的技术，具有重要的意义。[0003]目前，钒铝合金生产都是采用氧化钒与金属铝进行铝热法生产的，按生产过程可分为一步法和两步法。两步法只有德国GFE和美国钒公司采用，“两步法”生产钒铝合金的工艺流程如附图1所示，第一步是将氧化钒与铝粒混合后，加入到组合式反应罐内通过铝热反应得到VAl85合金，第二步是将VAl85合金精整破碎后放入真空熔炼炉内配铝精炼，真空铸锭得到钒铝合金精整破碎，筛分均匀化后，包装得到VAl50合金等系列产品。国内基本都是采用一步法生产。一步法是将原料氧化钒与金属铝以及造渣剂加入到反应罐内进行反应，冶炼是用镁条点燃上部的引燃剂在上部点火。点火后反应放热可维持反应完成。但无论是一步法还是两步法，铝热还原过程都是钒铝合金生产的一个最主要过程，是控制钒铝合金收率与成本的关键环节。[0004]专利申请号为200910117560.4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%，V2O550%～66.9%，在球磨中混合8～16小时后，至于铜模具中用压力机在60～80Mpa的压力压实，将压实后的反应物料模具放入铝热反应容器内，物料上放置引燃剂，用惰性气体吹出残余的空气，在2～7Mpa的氩气保护下，加热到300℃作于进行反应，获得钒铝合金，其中按质量百分比数，V为75～95%，Al为5～25%，S约0.15%，Fe约0.5%。[0005]专利申请号为93100234.6公开了一种真空自燃烧法制备钒铝中间合金，该方法是反应物在密闭反应罐内反应，真空度为-0.065～0.075M