[发明专利]三步法生产高纯金属钒锭的方法

权利要求书

1.一种三步法生产高纯金属钒锭的方法，其特征在于，包括如下步骤：

原料混合步骤：以五氧化二钒含量大于99.8%的粉状五氧化二钒和铝含量大于99.9%的铝粉为原料，将粉状五氧化二钒和铝粉按1:0.55～1:0.58的比例混合均匀，得到混合原料；

铝热反应步骤：将混合原料放入真空反应器内，引燃反应，得到含钒90%左右钒铝合金，冷却出炉，然后破碎；

水平电子束炉熔炼步骤：将破碎后的钒铝合金装入水平电子束炉的水平坩埚中，启动电子枪，使水平坩埚内的钒铝合金完全熔化，以降低铝、铁、铬的含量，得到金属钒板；

电子束铸锭炉熔炼步骤：将金属钒板装入电子束铸锭炉，启动电子枪，以使金属钒板熔化，并滴入铸锭坩埚中，然后凝固成金属钒柱锭；

柱锭切除步骤：将金属钒柱锭的上下端切除，以降低硅、碳的含量。

2.如权利要求1所述的三步法生产高纯金属钒锭的方法，其特征在于：所述水平坩埚的宽度和长度均大于所述水平坩埚的高度，所述铸锭坩埚的宽度和长度均小于所述铸锭坩埚的高度。

3.如权利要求1所述的三步法生产高纯金属钒锭的方法，其特征在于：在水平电子束炉熔炼步骤中，启动电子枪前，将水平电子束炉内抽空至2.0×10^-3pa，在电子束铸锭炉熔炼步骤中，启动电子枪前，将水平电子束炉内抽空至1.0×10^-3pa。

4.如权利要求1所述的三步法生产高纯金属钒锭的方法，其特征在于：在原料混合步骤与铝热反应步骤之间还包括烘干步骤，所述烘干步骤为：将混合原料放入恒温烘箱中，在120℃下，烘干2小时。

5.如权利要求1所述的三步法生产高纯金属钒锭的方法，其特征在于：在铝热反应步骤中，将混合原料放入真空反应器后，将真空反应器内抽空至-0.095Mpa，充入氩气至常压，再抽空，再充入氩气至-0.08Mpa。

6.如权利要求1所述的三步法生产高纯金属钒锭的方法，其特征在于：在铝热反应步骤中，引燃反应，得到含钒90%左右钒铝合金后，将钒铝合金破碎至粒度小于30mm。

7.如权利要求1所述的三步法生产高纯金属钒锭的方法，其特征在于：在铝热反应步骤中，引燃反应，得到的钒铝合金的化学组分及质量百分比为10.2%的铝、0.03%的铬、0.008%的硅、0.04%碳、0.1%的铁、0.004%的氮、0.06%的氧、余量为钒。

8.如权利要求1所述的三步法生产高纯金属钒锭的方法，其特征在于：在水平电子束炉熔炼步骤中，得到的金属钒板含量的化学组分及质量百分比为0.05%的铝、0.025%的铬、0.01%的硅、0.05%碳、0.08%的铁、0.008%的氮、0.03%的氧、99.7%的钒。

9.如权利要求1所述的三步法生产高纯金属钒锭的方法，其特征在于：经过柱锭切除步骤后的金属钒柱锭的化学组分及质量百分比为0.01%的铝、0.02%的铬、0.004%的硅、0.02%碳、0.02%的铁、0.01%的氮、0.035%的氧、余量为钒。

10.如权利要求1所述的三步法生产高纯金属钒锭的方法，其特征在于：经过柱锭切除步骤后的金属钒柱锭的化学组分及质量百分比为0.01%的铝、0.02%的铬、0.0036%的硅、0.004%碳、0.012%的铁、0.008%的氮、0.032%的氧、99.9%的钒。