[发明专利]工业冶炼钒铝合金的制备方法

说明书

本发明涉及一种工业冶炼钒铝合金的制备方法，属于钒合金生产冶炼技术领域。包括步骤：a、混料，将五氧化二钒与铝粒混合；b、反应和准备冷却装置，点火使两者发生铝热反应；准备冷却装置用于反应炉的降温；c、放置反应炉，将反应炉置于空腔中，并组装冷却装置；d、冷却，将冷却盘管(2)的进口(4)与冷却液连通，出口(1)与排水管连通，将进气口(6)与保护气连通；e、开炉取样，制得钒铝合金。本方法能适应现有钒铝合金工艺，也能适应钒铁工艺，能够缩短冷却时间，降低氧化氮化率，提高产品合格率。解决现有自蔓延铝热法生产钒铝合金，冶炼前需要打结耐火层，取合金需要拆炉破坏耐火层，耗时长且成本高的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种工业冶炼钒铝合金的制备方法，属于钒合金生产冶炼技术领域。

背景技术

钒铝合金是制备飞机骨架和发动机的钛合金Ti-6Al-4V和Ti-8Al-1Mo-1V的主要中间合金，钛合金中的钒是以钒铝合金的形式加入，我国主要采用钒铝合金制备Ti-6Al-4V。钒铝合金与金属钛重熔制备含钒钛合金，其质量的优劣直接影响航空航天用钛合金的性能。

钒铝合金采用铝热法冶炼以后，在空气中静置冷却，由于冷却的过程缓慢，一方面造成合金冷却缓慢，影响工序生产效率，另一方面空气中大量的氧气、氮气进入合金裂缝，造成钒铝合金氧化氮化严重，产品质量下降。现有制备方法主要有一步法、电铝热法等，冷却过程的冷却装置一般在反应炉体上，通过冷却剂带走热量以达到降温冷却的目地。而对于采用自蔓延铝热法生产钒铝合金，冶炼前需要打结耐火层，取合金需要拆炉破坏耐火层，操作复杂易混入杂质，增加了冶炼成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决现有自蔓延铝热法生产钒铝合金，冶炼前需要打结耐火层，取合金需要拆炉破坏耐火层，成本高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：工业冶炼钒铝合金的制备方法，包括如下步骤：

a、混料，将五氧化二钒与铝粒按质量比10:8.8～9.2或10:7.4～7.8混合；

b、反应和准备冷却装置，将步骤a制得的混合物倒入反应炉中，点火使得两者发生铝热反应，将冷却装置的活动侧壁和炉盖从固定侧壁上分离；所述冷却装置为桶状结构，且外壁上设置有冷却盘管，冷却装置的侧壁包括可拆卸连接的固定侧壁和活动侧壁，固定侧壁与底面连成一体，冷却装置的上端设置有炉盖，炉盖上设置有进气口；

c、放置反应炉，将反应后的反应炉置于固定侧壁和底面形成的空腔中，并将活动侧壁和炉盖与固定侧壁连接；

d、冷却，将冷却盘管的进口与冷却液连通，出口与排水管连通，将进气口与保护气连通；

e、开炉取样，当反应炉温度达到目标温度后，关闭冷却液开关和保护气开关，打开炉盖和活动侧壁，取出反应炉制得钒铝合金。

其中，上述装置中所述步骤b、c和e中的反应炉为一次性打结炉子。

其中，上述装置中步骤b中冷却装置的活动侧壁与固定侧壁由可拆卸的铰链连接。

其中，上述装置中步骤b中的冷却盘管的进、出口上下间隔设置，且下端为进口，上端为出口。

其中，上述装置中步骤b中的冷却盘管分别设置在固定侧壁和活动侧壁上，且固定侧壁和活动侧壁上的冷却盘管的进口和出口均位于连接处的同一侧。

其中，上述装置中步骤b中设置在固定侧壁和活动侧壁上的冷却盘管沿连接处对称分布。

其中，上述装置中步骤d中固定侧壁的进口和出口分别直接与冷却液和排水管相连，活动侧壁的进口和出口通过金属软管分别与冷却液和排水管相连。

其中，上述方法中步骤e中炉盖打开前可通过红外测温枪进行测温检测。