[发明专利]一种降低钒铝合金内部气孔率的工艺方法

说明书

本发明公开了一种降低钒铝合金内部气孔率的工艺方法，包括以下步骤：（1）电熔镁砂、镁粉、工业氯化镁溶液按比例搅拌混匀，浇筑炉体成为炉体内壁，烘烤后移至冶炼工位；（2）将片状五氧化二钒、铝粒、造渣剂烘干后，混合均匀后作为冶炼物料；（3）将（2）中混匀的冶炼物料分两期加入冶炼炉，一期物料反应熔化后加入二期物料；（4）二期加料结束后继续供电升温，冶炼结束后保持炉体静止冷却60～72h，冷却后得到内部致密的钒铝合金锭。本发明钒铝合金内部气孔率≤23%，钒铝合金平均合格品率≥68.5%，钒回收率≥89.5%，降低了生产成本，对提升钒铝合金的市场竞争力具有重要的意义。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种降低钒铝合金内部气孔的工艺方法。

背景技术

钒铝合金可作为一种重要的合金添加剂，广泛应用于航空级钛合金生产，行业标准规定钒铝中间合金产品表面应洁净，致密。

在电铝热法冶炼钒铝合金过程中，造成合金洁净程度和致密性差的主要因素有以下几方面：1、炉体耐材过于致密，烘干难度大，耐材疏松，造成渗铁，冶炼过程耐材缝隙产生的气体进入合金熔液；2、物料干燥不充分，反应过程产生气体；3、两步法冶炼钒铝合金，第二次加料不均匀，使炉内反应不均。以上环节均会影响合金产品质量，冶炼结束后炉体的轻微波动，会破坏合金锭初生外壳，产生裂痕，空气随之进入，也会影响合金质量。目前，行业内常规生产方法得到钒铝合金内部气孔率为46-53%，有时甚至更高。

基于上述原因，通过对炉衬耐材的选用和配比、物料干燥条件研究，优化分批加料工艺，开发一种降低钒铝合金内部气孔率的工艺方法，从根本上控制合金熔液内部气体的影响，对提高两步法冶炼钒铝合金内部质量至关重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种降低钒铝合金内部气孔率的工艺方法。该发明方法解决了钒铝合金内部气孔问题，提高了钒铝合金产品合格率及冶炼过程钒收率。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种降低钒铝合金内部气孔率的工艺方法，所述工艺方法包括以下步骤：

（1）电熔镁砂与镁粉按质量配比为4～4.5:1混匀，混匀后与工业氯化镁溶液按质量配比为2:1～5:1搅拌混匀，浇筑炉体成为炉体内壁，烘烤64～72h后移至冶炼工位；

（2）将片状五氧化二钒、铝粒、造渣剂烘干后，按质量比，铝粒:片状五氧化二钒=0.90～0.95:1，造渣剂:片状五氧化二钒=0.080～0.090:1，混合均匀后作为冶炼物料备用；

（3）将（2）中混匀的冶炼物料分两期加入冶炼炉，一期加料量为总量的60～70%，一期冶炼电压130～150V，电流4500～5000A，供电时长1～2min，物料剧烈反应熔化后投放二期料，二期加入剩余的全部物料；

（4）二期加料结束后继续供电升温，供电电压130～150V，电流3000～4000A，供电时长5～7min，冶炼结束后保持炉体静止冷却60～72h，冷却后得到内部致密的钒铝合金锭。

本发明所述步骤（1）电熔镁砂为电熔镁砂FM975、粒度：1～5mm，镁粉粒度：-180～+200目；电熔镁砂FM975的成分为：MgO≥97.5%、SiO₂≤1.0%、Fe₂O₃≤0.7%。

本发明所述步骤（1）工业氯化镁溶液的氯化镁质量百分含量≥45%。

本发明所述步骤（1）烘烤温度为250～800℃。

本发明所述步骤（2）片状五氧化二钒、铝粒、造渣剂烘干时间为24～48h，烘干温度300～400℃；利用混料机旋转料罐混匀物料，混匀时间为2～3h。