專利名稱：一種釩鋁合金的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于釩鋁合金制備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種釩鋁合金的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
釩鋁合金是航空用鈦合金材料制備所必需添加的中間合金。根據(jù)所含釩量不同，分為A1V50、A1V55、A1V65、A1V75、A1V80、A1V85等不同牌號(hào)的釩鋁合金。公開(kāi)號(hào)為CN102154569A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種釩鋁合金制備方法，其直接以五氧化二釩和金屬鋁為爐料冶煉釩鋁合金，未添加冷卻劑。由于五氧化二釩鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，未添加冷卻劑必將導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)反應(yīng)噴濺，降低釩的收得率。公開(kāi)號(hào)為CN102031402A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種釩鋁合金制備方法，其以三氧化二釩和五氧化二 釩為爐料，以鋁粉為還原劑冶煉釩鋁合金。其中，三氧化二釩鋁熱反應(yīng)相對(duì)困難，可以起到冷卻劑的作用，但由于三氧化二釩和五氧化二釩的生產(chǎn)工藝不同，因此添加三氧化二釩作為一種反應(yīng)物料，增加了新的雜質(zhì)元素來(lái)源。公開(kāi)號(hào)為CN102134657A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種釩鋁合金制備工藝優(yōu)化方法，其以五氧化二釩、鋁粉、石灰、螢石等物料作為爐料進(jìn)行冶煉，同樣增加了雜質(zhì)元素來(lái)源。目前大多數(shù)生產(chǎn)廠家通過(guò)鋁熱法難以得到雜質(zhì)含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的釩鋁合金，通常采用直接冶煉高釩品位的A1V80，經(jīng)加鋁混合后真空熔煉除雜、降低釩品位，生產(chǎn)出合格的A1V50或其它牌號(hào)釩鋁合金產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的之一在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種配方簡(jiǎn)單且能夠生產(chǎn)出雜質(zhì)含量極低的釩鋁合金的釩鋁合金生產(chǎn)方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種釩鋁合金的生產(chǎn)方法，以五氧化二釩、金屬鋁和冷卻劑為爐料在反應(yīng)裝置中點(diǎn)火冶煉得到釩鋁合金和爐渣，其中，所述冷卻劑為與所生產(chǎn)的釩鋁合金的牌號(hào)相同的釩鋁合金的殘次品。根據(jù)本發(fā)明的釩鋁合金的生產(chǎn)方法的一個(gè)優(yōu)選方案，所述五氧化二釩為粉狀且V2O5含量在98. Owt %以上。根據(jù)本發(fā)明的釩鋁合金的生產(chǎn)方法的又一個(gè)優(yōu)選方案，所述金屬鋁為鋁粒且粒度在3mm以下，金屬招的純度在99. 7wt %以上。根據(jù)本發(fā)明的釩鋁合金的生產(chǎn)方法的再一個(gè)優(yōu)選方案，所述冷卻劑的粒度在5mm以下。本發(fā)明采用新的冶煉方法進(jìn)行釩鋁合金冶煉，成功生產(chǎn)出雜質(zhì)含量極低的釩鋁合金，其雜質(zhì)含量與采用其他方法經(jīng)真空熔煉后所得的釩鋁合金雜質(zhì)含量處在同一水平。本發(fā)明創(chuàng)新地簡(jiǎn)化了釩鋁合金冶煉工藝，明顯降低了釩鋁合金雜質(zhì)含量，可提高企業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高合金質(zhì)量、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，具有極為廣闊的市場(chǎng)前景。
具體實(shí)施例方式在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的釩鋁合金的生產(chǎn)方法。在本發(fā)明中，若沒(méi)有例外的表述，則所涉及的百分比均為質(zhì)量百分比。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的釩鋁合金的生產(chǎn)方法，是以五氧化二釩、金屬鋁和冷卻劑為爐料在反應(yīng)裝置中點(diǎn)火冶煉得到釩鋁合金和爐渣，其中，所述冷卻劑為與所生產(chǎn)的釩鋁合金的牌號(hào)相同的釩鋁合金的殘次品。其中，本發(fā)明所述的釩鋁合金的殘次品是指冶煉所得的釩鋁合金錠經(jīng)破碎篩選后，剩余的帶有合金錠外表皮的釩鋁合金顆粒。當(dāng)冶煉某一牌號(hào)的釩鋁合金時(shí)，所加入的冷卻劑是同一牌號(hào)的釩鋁合金的殘次品，例如若冶煉A1V65牌號(hào)的釩鋁合金，則采用A1V65牌號(hào)的釩鋁合金的殘次品作為冷卻劑。根據(jù)鋁熱反應(yīng)3V205+10A1 = 6V+5A1203，若不添加冷卻劑，則單位爐料熱量約為4500KJ/Kg，而本發(fā)明認(rèn)為冶煉釩鋁合金的單位爐料熱量應(yīng)控制 在3000 3300KJ/Kg的范圍內(nèi)，由于冶煉不同牌號(hào)的釩鋁合金所配入的金屬鋁量差別很大，而且在冶煉過(guò)程中，金屬鋁反應(yīng)和金屬鋁熔化也會(huì)吸收一部分熱量。因此，在冶煉不同牌號(hào)的釩鋁合金的配料過(guò)程中，均只需根據(jù)公式單位爐料熱量=爐內(nèi)反應(yīng)總放熱量+爐料總量(包含五氧化二釩、金屬鋁和冷卻劑)，來(lái)具體計(jì)算冶煉所需冷卻劑的加入量。由于鋁熱反應(yīng)會(huì)放出過(guò)量的熱，通常需要添加冷卻劑以提高釩的收得率。本發(fā)明采用釩鋁合金殘次品作為冷卻劑具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)①充分利用鋁熱反應(yīng)過(guò)量的余熱回收釩鋁合金經(jīng)篩選過(guò)后的殘次品；②加入釩鋁合金殘次品可以穩(wěn)定爐內(nèi)反應(yīng)進(jìn)度，減少爐料反應(yīng)噴濺，保證釩收得率和冶煉安全性；③釩鋁合金殘次品作為冷卻劑不增加新的雜質(zhì)元素。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，五氧化二釩為粉狀且V2O5含量在98. O %以上。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，金屬鋁為鋁粒且粒度在3mm以下，金屬鋁的純度在99. 7%以上，其中鋁?？梢詾橐苯鹩闷胀?jí)鋁粒。根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，冷卻劑的粒度在5_以下。作為優(yōu)選的實(shí)施例，上述爐料均采用粉狀或細(xì)顆粒狀物料，可以使混合更加均勻，反應(yīng)更為充分，進(jìn)一步提高釩鋁合金冶煉的釩收得率。但本發(fā)明不限于此。本發(fā)明通過(guò)減少爐料組分，不僅降低了雜質(zhì)元素來(lái)源，而且簡(jiǎn)化了工藝，且取得了良好的技術(shù)效果。根據(jù)本發(fā)明釩鋁合金的生產(chǎn)方法的又一個(gè)實(shí)施例，具體可以包括以下步驟根據(jù)所需生產(chǎn)的釩鋁合金牌號(hào)的不同，將粉狀五氧化二釩、鋁粒、釩鋁合金的殘次品三種爐料按一定比例加入料罐中，經(jīng)混料機(jī)旋轉(zhuǎn)混合5min后，加入鎂質(zhì)內(nèi)襯冶煉爐內(nèi)進(jìn)行冶煉。其工藝流程可以進(jìn)一步概括為配料一混料一下料一點(diǎn)火冶煉一自然冷卻一拆爐—破碎一篩選一f凡招合金。為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體示例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。示例 I :(I)將98%的粉狀五氧化二釩1000kg、冶金用普通級(jí)鋁粒800kg、AlV65牌號(hào)的殘次品300kg,加入混料罐中經(jīng)混料機(jī)旋轉(zhuǎn)混合5min。(2)點(diǎn)火冶煉。靜置，自然冷卻至50°C以下后，拆爐，得到1120kg結(jié)晶完好、光亮、無(wú)氣孔、無(wú)夾渣、易破碎的A1V65合金。
(3)取樣化驗(yàn)所得A1V65合金，其化學(xué)成分具體為V :66. 36%, Al :32. 45%, Si O. 095%, C 0. 041%, Fe :0. 078%, O :0. 044%，冶煉釩收得率為 99. 53%。示例 2 (I)將V2O5含量為98%的粉狀五氧化二釩1000kg、冶金用普通級(jí)鋁粒615kg、A1V80牌號(hào)的殘次品315kg,加入混料罐中經(jīng)混料機(jī)旋轉(zhuǎn)混合5min。(2)點(diǎn)火冶煉。靜置，自然冷卻至50°C以下后，拆爐，得到970kg結(jié)晶完好、光亮、無(wú)氣孔、無(wú)夾渣、易破碎的A1V80合金。(3)取樣化驗(yàn)所得A1V80合金，其化學(xué)成分具體為V、82.01%、Al :16. 83%、Si O. 100%, C 0. 036%, Fe :0. 144%、O :0. 049%，冶煉釩收得率為 99. 50%。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)使用釩鋁合金殘次品作為爐料進(jìn)行釩鋁合金的生產(chǎn)制備， 創(chuàng)新地簡(jiǎn)化了釩鋁合金冶煉工藝，明顯降低了釩鋁合金雜質(zhì)含量，可提高企業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高合金質(zhì)量、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，具有極為廣闊的市場(chǎng)前景。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變形和修改。
權(quán)利要求
1.一種釩鋁合金的生產(chǎn)方法，其特征在于，以五氧化二釩、金屬鋁和冷卻劑為爐料在反應(yīng)裝置中點(diǎn)火冶煉得到釩鋁合金和爐渣，其中，所述冷卻劑為與所生產(chǎn)的釩鋁合金的牌號(hào)相同的釩鋁合金的殘次品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的釩鋁合金的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述五氧化二釩為粉狀且V2O5含量在98. Owt %以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的釩鋁合金的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述金屬鋁為鋁粒且粒度在3mm以下，金屬鋁的純度在99. 7wt%以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的釩鋁合金的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述冷卻劑的粒度在5mm以下。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種釩鋁合金的生產(chǎn)方法，以五氧化二釩、金屬鋁和冷卻劑為爐料在反應(yīng)裝置中點(diǎn)火冶煉得到釩鋁合金和爐渣，其中，所述冷卻劑為與所生產(chǎn)的釩鋁合金的牌號(hào)相同的釩鋁合金的殘次品。本發(fā)明采用新的冶煉方法進(jìn)行釩鋁合金冶煉，成功生產(chǎn)出雜質(zhì)含量極低的釩鋁合金，其雜質(zhì)含量與采用其他方法經(jīng)真空熔煉后所得的釩鋁合金雜質(zhì)含量處在同一水平。本發(fā)明創(chuàng)新地簡(jiǎn)化了釩鋁合金冶煉工藝，明顯降低了釩鋁合金雜質(zhì)含量，可提高企業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高合金質(zhì)量、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，具有極為廣闊的市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)C22C1/05GK102925730SQ201210407720
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者劉豐強(qiáng), 王永鋼, 向麗, 陳海軍, 周芳, 孫朝暉 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司