[发明专利]铌铁合金生产方法

说明书

本发明提供了一种铌铁合金生产方法，包括铝热法生产铌铁和精炼铌铁步骤；所述铝热法生产铌铁步骤中将冶金级氧化铌：铝粉：氧化铁粉：石灰：萤石粉：硝石按比例混合；将上述原料装入反应器中，点燃反应，得到铌铁合金液，合金液上层为渣液层；所述精炼步骤为：向上述渣液层中下放电极，通过电弧加热渣液层，使渣液层保持流动性；向渣液中喷吹铝粉，促进铝粉将渣液中的铌元素还原出来，进入合金液中；本发明利用铝热法和电弧加热喷铝能耗低，工序简单，生产周期短，对环境无污染。

技术领域

本发明涉及合金生产技术领域，尤其涉及一种铌铁合金生产方法。

背景技术

铌铁主要用于冶炼高温(耐热)合金，不锈钢和高强度低合金钢。对钢的组织起细化作用，可提高钢的强度、韧性和蠕变性能，提高钢的抗腐蚀能力。能起到细化组织作用，使钢具有良好的成型性和焊接性能。铌在高温合金中起固溶强化和碳化物沉淀强化作用，提高高温合金的屈服强度和表面稳定性。铌的重量是难熔金属中较轻的一种，也是高温合金大量使用的因素之一。

目前，国内生产铌铁合金的生产方法为氧化铌铝热法生产，国际上巴西铌铁为铌精矿电热法生产。

铝热法用铝作为还原剂，将铝、氧化铌、氧化铁粉、造渣剂、发热剂等混合装炉，直接点火反应制取铌铁合金，此法收率较低，仅为94%左右。

铌精矿电热法生产采用矿热炉生产，周期长，连续作业，且合金质量达不到国家60A标准。

发明内容

有必要提出一种铌铁合金生产方法，包括铝热法生产铌铁和精炼铌铁步骤；

所述铝热法生产铌铁步骤为：

S11：将原料按照如下重量份配比混料：

冶金级氧化铌：铝粉：氧化铁粉：石灰：萤石粉：硝石=1：0.45-0.7：0.3-0.7：0.05-0.15：0.06-0.2：0.01-0.05；

S12：对上述原料中的石灰球磨和粒度筛分，控制其粒度不大于3mm；对铝粉、萤石粉、硝石分别烘干，去除水分；

S13：将上述原料装入反应器中，点燃反应，得到铌铁合金液，合金液上层为渣液层；

所述精炼步骤为：

S21：向上述渣液层中下放电极，通过电弧加热渣液层，使渣液层保持流动性；

S22：向渣液中喷吹铝粉，促进铝粉将渣液中的铌元素还原出来，进入合金液中。

本发明的两个步骤包括铝热法制备铌铁合金和电弧加热精炼加铝贫渣步骤。本发明利用铝热法和电弧加热喷铝能耗低，工序简单，生产周期短，对环境无污染。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种铌铁合金生产方法，包括铝热法生产铌铁和精炼铌铁步骤；

所述铝热法生产铌铁步骤为：

S11：将原料按照如下重量份（公斤）配比混料：

冶金级氧化铌：铝粉：氧化铁粉：石灰：萤石粉：硝石=1：0.45-0.7：0.3-0.7：0.05-0.15：0.06-0.2：0.01-0.05；

S12：对上述原料中的石灰球磨和粒度筛分，控制其粒度不大于3mm；对铝粉、萤石粉、硝石分别烘干，去除水分；

S13：将上述原料装入反应器中，点燃反应，得到铌铁合金液，合金液上层为渣液层；

所述精炼步骤为：

S21：向上述渣液层中下放电极，通过电弧加热渣液层，使渣液层保持流动性；

S22：向渣液中喷吹铝粉，促进铝粉将渣液中的铌元素还原出来，进入合金液中；

本发明步骤中所涉及到的化学反应为：

3Nb₂O₅+10Al=6Nb+5Al₂O₃