專利名稱：一種釩鋁合金的生產方法
技術領域：
本發明屬于釩鋁合金制備技術領域，更具體地講，涉及一種釩鋁合金的生產方法。
背景技術：
釩鋁合金是航空用鈦合金材料制備所必需添加的中間合金。根據所含釩量不同，分為A1V50、A1V55、A1V65、A1V75、A1V80、A1V85等不同牌號的釩鋁合金。公開號為CN102154569A的中國專利文獻公開了一種釩鋁合金制備方法，其直接以五氧化二釩和金屬鋁為爐料冶煉釩鋁合金，未添加冷卻劑。由于五氧化二釩鋁熱反應放出大量的熱，未添加冷卻劑必將導致爐內反應噴濺，降低釩的收得率。公開號為CN102031402A的中國專利文獻公開了一種釩鋁合金制備方法，其以三氧化二釩和五氧化二 釩為爐料，以鋁粉為還原劑冶煉釩鋁合金。其中，三氧化二釩鋁熱反應相對困難，可以起到冷卻劑的作用，但由于三氧化二釩和五氧化二釩的生產工藝不同，因此添加三氧化二釩作為一種反應物料，增加了新的雜質元素來源。公開號為CN102134657A的中國專利文獻公開了一種釩鋁合金制備工藝優化方法，其以五氧化二釩、鋁粉、石灰、螢石等物料作為爐料進行冶煉，同樣增加了雜質元素來源。目前大多數生產廠家通過鋁熱法難以得到雜質含量符合國家標準的釩鋁合金，通常采用直接冶煉高釩品位的A1V80，經加鋁混合后真空熔煉除雜、降低釩品位，生產出合格的A1V50或其它牌號釩鋁合金產品。

發明內容
針對現有技術中存在的不足，本發明的目的之一在于解決上述現有技術中存在的一個或多個問題。本發明的目的在于提供一種配方簡單且能夠生產出雜質含量極低的釩鋁合金的釩鋁合金生產方法。為了實現上述目的，本發明提供了一種釩鋁合金的生產方法，以五氧化二釩、金屬鋁和冷卻劑為爐料在反應裝置中點火冶煉得到釩鋁合金和爐渣，其中，所述冷卻劑為與所生產的釩鋁合金的牌號相同的釩鋁合金的殘次品。根據本發明的釩鋁合金的生產方法的一個優選方案，所述五氧化二釩為粉狀且V2O5含量在98. Owt %以上。根據本發明的釩鋁合金的生產方法的又一個優選方案，所述金屬鋁為鋁粒且粒度在3mm以下，金屬招的純度在99. 7wt %以上。根據本發明的釩鋁合金的生產方法的再一個優選方案，所述冷卻劑的粒度在5mm以下。本發明采用新的冶煉方法進行釩鋁合金冶煉，成功生產出雜質含量極低的釩鋁合金，其雜質含量與采用其他方法經真空熔煉后所得的釩鋁合金雜質含量處在同一水平。本發明創新地簡化了釩鋁合金冶煉工藝，明顯降低了釩鋁合金雜質含量，可提高企業生產效率、降低生產成本、提高合金質量、增強企業競爭力，具有極為廣闊的市場前景。
具體實施例方式在下文中，將結合示例性實施例來詳細說明本發明的釩鋁合金的生產方法。在本發明中，若沒有例外的表述，則所涉及的百分比均為質量百分比。根據本發明示例性實施例的釩鋁合金的生產方法，是以五氧化二釩、金屬鋁和冷卻劑為爐料在反應裝置中點火冶煉得到釩鋁合金和爐渣，其中，所述冷卻劑為與所生產的釩鋁合金的牌號相同的釩鋁合金的殘次品。其中，本發明所述的釩鋁合金的殘次品是指冶煉所得的釩鋁合金錠經破碎篩選后，剩余的帶有合金錠外表皮的釩鋁合金顆粒。當冶煉某一牌號的釩鋁合金時，所加入的冷卻劑是同一牌號的釩鋁合金的殘次品，例如若冶煉A1V65牌號的釩鋁合金，則采用A1V65牌號的釩鋁合金的殘次品作為冷卻劑。根據鋁熱反應3V205+10A1 = 6V+5A1203，若不添加冷卻劑，則單位爐料熱量約為4500KJ/Kg，而本發明認為冶煉釩鋁合金的單位爐料熱量應控制 在3000 3300KJ/Kg的范圍內，由于冶煉不同牌號的釩鋁合金所配入的金屬鋁量差別很大，而且在冶煉過程中，金屬鋁反應和金屬鋁熔化也會吸收一部分熱量。因此，在冶煉不同牌號的釩鋁合金的配料過程中，均只需根據公式單位爐料熱量=爐內反應總放熱量+爐料總量(包含五氧化二釩、金屬鋁和冷卻劑)，來具體計算冶煉所需冷卻劑的加入量。由于鋁熱反應會放出過量的熱，通常需要添加冷卻劑以提高釩的收得率。本發明采用釩鋁合金殘次品作為冷卻劑具有以下三個優點①充分利用鋁熱反應過量的余熱回收釩鋁合金經篩選過后的殘次品；②加入釩鋁合金殘次品可以穩定爐內反應進度，減少爐料反應噴濺，保證釩收得率和冶煉安全性；③釩鋁合金殘次品作為冷卻劑不增加新的雜質元素。根據本發明的一個實施例，五氧化二釩為粉狀且V2O5含量在98. O %以上。根據本發明的另一個實施例，金屬鋁為鋁粒且粒度在3mm以下，金屬鋁的純度在99. 7%以上，其中鋁粒可以為冶金用普通級鋁粒。根據本發明的再一個實施例，冷卻劑的粒度在5_以下。作為優選的實施例，上述爐料均采用粉狀或細顆粒狀物料，可以使混合更加均勻，反應更為充分，進一步提高釩鋁合金冶煉的釩收得率。但本發明不限于此。本發明通過減少爐料組分，不僅降低了雜質元素來源，而且簡化了工藝，且取得了良好的技術效果。根據本發明釩鋁合金的生產方法的又一個實施例，具體可以包括以下步驟根據所需生產的釩鋁合金牌號的不同，將粉狀五氧化二釩、鋁粒、釩鋁合金的殘次品三種爐料按一定比例加入料罐中，經混料機旋轉混合5min后，加入鎂質內襯冶煉爐內進行冶煉。其工藝流程可以進一步概括為配料一混料一下料一點火冶煉一自然冷卻一拆爐—破碎一篩選一f凡招合金。為了更好地理解本發明，下面結合具體示例進一步說明本發明。示例 I :(I)將98%的粉狀五氧化二釩1000kg、冶金用普通級鋁粒800kg、AlV65牌號的殘次品300kg,加入混料罐中經混料機旋轉混合5min。(2)點火冶煉。靜置，自然冷卻至50°C以下后，拆爐，得到1120kg結晶完好、光亮、無氣孔、無夾渣、易破碎的A1V65合金。
(3)取樣化驗所得A1V65合金，其化學成分具體為V :66. 36%, Al :32. 45%, Si O. 095%, C 0. 041%, Fe :0. 078%, O :0. 044%，冶煉釩收得率為 99. 53%。示例 2 (I)將V2O5含量為98%的粉狀五氧化二釩1000kg、冶金用普通級鋁粒615kg、A1V80牌號的殘次品315kg,加入混料罐中經混料機旋轉混合5min。(2)點火冶煉。靜置，自然冷卻至50°C以下后，拆爐，得到970kg結晶完好、光亮、無氣孔、無夾渣、易破碎的A1V80合金。(3)取樣化驗所得A1V80合金，其化學成分具體為V、82.01%、Al :16. 83%、Si O. 100%, C 0. 036%, Fe :0. 144%、O :0. 049%，冶煉釩收得率為 99. 50%。綜上所述，本發明通過使用釩鋁合金殘次品作為爐料進行釩鋁合金的生產制備， 創新地簡化了釩鋁合金冶煉工藝，明顯降低了釩鋁合金雜質含量，可提高企業生產效率、降低生產成本、提高合金質量、增強企業競爭力，具有極為廣闊的市場前景。本發明不限于上述實施例，在不脫離本發明范圍的情況下，可以進行各種變形和修改。
權利要求
1.一種釩鋁合金的生產方法，其特征在于，以五氧化二釩、金屬鋁和冷卻劑為爐料在反應裝置中點火冶煉得到釩鋁合金和爐渣，其中，所述冷卻劑為與所生產的釩鋁合金的牌號相同的釩鋁合金的殘次品。
2.根據權利要求I所述的釩鋁合金的生產方法，其特征在于，所述五氧化二釩為粉狀且V2O5含量在98. Owt %以上。
3.根據權利要求I所述的釩鋁合金的生產方法，其特征在于，所述金屬鋁為鋁粒且粒度在3mm以下，金屬鋁的純度在99. 7wt%以上。
4.根據權利要求I所述的釩鋁合金的生產方法，其特征在于，所述冷卻劑的粒度在5mm以下。
全文摘要
本發明公開了一種釩鋁合金的生產方法，以五氧化二釩、金屬鋁和冷卻劑為爐料在反應裝置中點火冶煉得到釩鋁合金和爐渣，其中，所述冷卻劑為與所生產的釩鋁合金的牌號相同的釩鋁合金的殘次品。本發明采用新的冶煉方法進行釩鋁合金冶煉，成功生產出雜質含量極低的釩鋁合金，其雜質含量與采用其他方法經真空熔煉后所得的釩鋁合金雜質含量處在同一水平。本發明創新地簡化了釩鋁合金冶煉工藝，明顯降低了釩鋁合金雜質含量，可提高企業生產效率、降低生產成本、提高合金質量、增強企業競爭力，具有極為廣闊的市場前景。
文檔編號C22C1/05GK102925730SQ201210407720
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者劉豐強, 王永鋼, 向麗, 陳海軍, 周芳, 孫朝暉 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司