[发明专利]真空感应熔炼生产储氢合金用涂层的使用方法

说明书

本发明公开了一种真空感应熔炼生产储氢合金用涂层的使用方法，包括：将真空感应熔炼储氢合金时坩埚中的反应炉渣破碎至150μm以下，反应炉渣中添加耐火材料粘合剂，混合均匀添加水；耐火材料粘合剂选用水玻璃或者磷酸二氢铝的一种或者二者混合物；将混合物涂覆于耐火材料或锭模表面，涂覆了涂层的耐火材料或锭模经过加热将水排出。本发明能够隔离合金熔液与耐火材料或锭模的接触和反应，提高储氢合金的质量和锭模的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种生产储氢合金的技术，具体是，涉及一种真空感应熔炼生产储氢合金用涂层的使用方法。

背景技术

目前工业上生产储氢合金最常用的是中频真空电磁感应熔炼法，熔炼规模从几公斤至几吨不等，坩埚封闭在真空室中，利用电磁感应在坩埚盛装的金属(稀土、镍、钴、锰、铝等)导体内产生的涡旋电流加热炉料进行熔炼，在真空状态下进行金属与合金的冶炼并浇注，从而得到高质量的储氢合金，这种生产储氢合金的工艺方法叫真空感应熔炼法。

坩埚是感应熔炼的重要组成部分，用于装料冶炼并起绝热、绝缘和传递能量的作用。生产储氢合金常用的坩埚为Al₂O₃坩埚、MgO坩埚或ZrO₂坩埚。

坩埚盛装的各种金属(稀土、镍、钴、锰、铝等)感应融化、合金化、精炼时，合金中的部分活性成分，特别是稀土在熔融阶段和坩埚接触面发生反应，形成炉渣，形成的炉渣很难与坩埚中的熔融状态合金再次发生反应，具有高温化学惰性。

真空感应炉中还有引导合金熔液的部件，如流道、引流槽、上中间包、下中间包等部位都是耐火材料，材质主要有莫来石、刚玉、氧化镁、石墨等。高温熔融液体的金属活性高，特别是其中的稀土，易与上述耐火材料的主要成分莫来石、刚玉、氧化镁、石墨等反应造渣，降低材料中有效成分含量，把渣滓等杂质带入合金材料中，降低储氢合金性能。

储氢合金熔液从坩埚中流出，到最终冷却成固体，期间储氢合金熔液要经过耐火材料制品(流道、引流槽、上中间包、下中间包等)的引流或引导，熔融状态的储氢合金液体和耐火材料接触时因为温度较高，储氢合金液体中较活泼的稀土元素与基体材料发生反应，影响合金成分；耐火材料和储氢合金熔液接触部分不断反应并损失，降低耐火材料的使用寿命。

发生如下等反应：

La+Al₂O₃→Al+La₂O₃

3Ce+2Al₂O₃→2Al+3CeO₂

耐火材料表层开放气孔较多，易于合金发生反应并粘连合金，待到清理耐火材料表层合金时，耐火材料表层和合金接触部分，会有一部分耐火材料和合金粘连，会跟着合金一起脱离耐火材料基体，从而降低耐火材料的使用寿命。

锭模的主要材质是铁、铜、低碳钢，特别是将合金液引流到锭模(冷却锭模或自冷型锭模)中时，连续或大量生产时，储氢合金熔液会和锭模接触面发生合金化反应，造成合金锭不易脱模、合金锭局部化学成分异常，降低了锭模使用寿命。为了得到高质量的储氢合金，必须要减少熔融液体金属和耐火材料之间的反应，减少合金熔液与锭模之间的合金化反应。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种真空感应熔炼生产储氢合金用涂层的使用方法，能够隔离合金熔液与耐火材料或锭模的接触和反应，提高储氢合金的质量和锭模的使用寿命。

技术方案如下：

一种真空感应熔炼生产储氢合金用涂层的使用方法，包括：

将真空感应熔炼储氢合金时坩埚中的反应炉渣破碎至150μm以下，反应炉渣中添加耐火材料粘合剂，混合均匀添加水；耐火材料粘合剂选用水玻璃或者磷酸二氢铝的一种或者二者混合物；