CN104131205B - 钒铝合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金领域，涉及一种钒铝合金的制备方法。本发明提供一种钒铝合金的制备方法，其以偏钒酸铵和五氧化二钒为原料，Al粉为还原剂，采用炉外点火冶炼法制得钒铝合金和炉渣；其中偏钒酸铵与五氧化二钒的重量配比为1︰1.5～2.5，Al粉的用量m＝(1.1～1.4)×A，其中，A＝五氧化二钒完全还原所需的Al粉量+偏钒酸铵折合为五氧化二钒完全还原所需的Al粉量。本发明引入偏钒酸铵作为一种原料，利用五氧化二钒与Al粉反应的热量对偏钒酸铵进行脱氨；此外，加入偏钒酸铵，由于吸收了反应热，可以使得反应更加平稳，避免喷溅，从而不需加入冷却剂，完全符合大规模工业生产。所得钒铝合金中，V含量为75wt％～85wt％。
Description
技术领域
本发明属于冶金领域，涉及一种钒铝合金的制备方法。
背景技术
钛合金被广泛用于军事工业、航空航天工业和民用工业，钒铝合金是生产钛合金的重要原料。在钛合金中钒是一种很强的β稳定剂，能改变合金的耐热和冷加工性能，使得合金具有良好的焊接性能和机械强度。目前钒铝合金的主要生产工艺是以纯的五氧化二钒为原料，采用铝热法工艺，炉外法生产。
但是仅以五氧化二钒为原料生产钒铝合金，炉内由于热量过大，反应太剧烈而发生喷溅，若加入冷却剂可以防止喷溅，却不能最大限度的利用反应热，增大了钒铝合金的生产成本，在一定程度上制约了钒铝合金的发展。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供的一种钒铝合金的制备方法，所得钒铝合金中，V为75wt％～85wt％。
本发明的技术方案是：
本发明提供一种钒铝合金的制备方法，以偏钒酸铵和五氧化二钒为原料，Al粉为还原剂，采用炉外点火冶炼法制得钒铝合金和炉渣；其中偏钒酸铵与五氧化二钒的重量配比为1︰1.5～2.5，Al粉的用量m＝(1.1～1.4)×A，其中，A＝五氧化二钒完全还原所需的Al粉量+偏钒酸铵折合为五氧化二钒完全还原所需的Al粉量。
优选的，所述偏钒酸铵的纯度≥99％，五氧化二钒的纯度≥99％，Al粉的纯度≥99.7％。
优选的，所述方法中采用的点火剂为氯酸钾，氯酸钾的纯度为分析纯。
进一步，所得炉渣用于反应炉的炉衬。
本发明的有益效果是：与现有工艺相比，该方法引入偏钒酸铵作为一种原料，利用五氧化二钒与Al粉反应的热量对偏钒酸铵进行脱氨；此外，加入偏钒酸铵，由于吸收了反应热，可以使得反应更加平稳，避免喷溅，从而不需加入冷却剂，完全符合大规模工业生产。因此，本发明既充分利用了五氧化二钒与Al粉反应的热量，又避免了喷溅，减小了热量损失，降低了生产成本。最终得到的钒铝合金中，V含量为75wt％～85wt％。
具体实施方式
本发明提供一种钒铝合金的制备方法，以偏钒酸铵和五氧化二钒为原料，Al粉为还原剂，采用炉外点火冶炼法，点火还原制得钒铝合金和炉渣；其中偏钒酸铵与五氧化二钒的重量配比为1：1.5～2.5，Al粉的用量为理论计算值(即将偏钒酸铵折合为五氧化二钒和五氧化二钒完全还原所需要的Al粉)的1.1～1.4倍。
实施例1
将偏钒酸铵和五氧化二钒按重量配比为1︰1.5配制成100kg原料，铝粉的用量为五氧化二钒完全还原所需的Al粉量+偏钒酸铵折合为五氧化二钒完全还原所需的Al粉量之和的1.20倍，以氯酸钾为点火剂，进行铝热还原反应，100秒反应结束。得到的钒铝合金产品中V含量为84.9wt％。
实施例2
将偏钒酸铵和五氧化二钒按重量配比为1︰2配制成100kg原料，铝粉的用量为五氧化二钒完全还原所需的Al粉量+偏钒酸铵折合为五氧化二钒完全还原所需的Al粉量之和的1.28倍，以氯酸钾为点火剂，进行铝热还原反应，94秒反应结束。得到的钒铝合金产品中V含量为79.8wt％。
实施例3
将偏钒酸铵和五氧化二钒按重量配比1︰2.5为配制成100kg原料，铝粉的用量为五氧化二钒完全还原所需的Al粉量+偏钒酸铵折合为五氧化二钒完全还原所需的Al粉量之和的1.37倍，以氯酸钾为点火剂，进行铝热还原反应，89秒反应结束。得到的钒铝合金产品中V含量为75.1wt％。
上述方法中，由于引入偏钒酸铵作为原料，利用五氧化二钒与Al粉反应的热量对偏钒酸铵进行脱氨；此外，加入偏钒酸铵，由于吸收了反应热，可以使得反应在不加冷却剂的情况下平稳进行，且没有喷溅现象，符合大规模工业生产要求。
Claims (3)
1.钒铝合金的制备方法，其特征在于，以偏钒酸铵和五氧化二钒为原料，Al粉为还原剂，采用炉外点火冶炼法制得钒铝合金和炉渣；其中偏钒酸铵与五氧化二钒的重量配比为1︰1.5～2.5，Al粉的用量m＝(1.1～1.4)×A，其中，A＝五氧化二钒完全还原所需的Al粉量+偏钒酸铵折合为五氧化二钒完全还原所需的Al粉量；所述方法中采用的点火剂为氯酸钾，氯酸钾的纯度为分析纯。
2.根据权利要求1所述的钒铝合金的制备方法，其特征在于，所述偏钒酸铵的纯度≥99％，五氧化二钒的纯度≥99％，Al粉的纯度≥99.7％。
3.根据权利要求1或所述的钒铝合金的制备方法，其特征在于，所得炉渣用于反应炉的炉衬。
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