电铝热法生产钒铝合金的研究.doc

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1、电铝热法生产钒铝合金的研究李东明卢明亮万贺利卢永杰徐峰河钢集团承钢公司摘要：研宄了釆用电铝热法制备钒铝合金过程中产品产量和质量的影响因素。研究结果表明，还原剂铝粒与V2O5的配比为0.94:1，二次加料过程中V2O5投入量为200kg,累计V205投入量为400kg,电加热时间为9min时，得到的锐铝合金成分最佳，合金截面氧化膜比例最小，各项指标均满足内控标准。关键词：电铝热法;V205;铝粒;电加热时间;钒铝合金;作者简介：李东明（1969-），男，高级工程师，1992年毕业于河北化工学校化学分析专业，2014年毕业于河北工程

2、大学化学工程与工艺专业，现在河钢集闭承钢公司钒钛事业部工作，E-mail:1idong-ming717@163.com收稿日期：2017-07-25STUDYONTHEPRODUCTIONOFVANADIUM-ALUMINUMALLOYBYELECTRO-ALUMINOTHERMICPROCESSLiDongmingLuMingliangWanHeliLuYongjieXuFengHBISGroupChengsteelCompany;Abstract：Theinfluencefactorsoftheyieldandquality

3、ofvanadium-aluminumalloybyelectro-aluminothermicprocessarestudied.Theresultsshowthatthecompositionofvanadium-aluminumalloyisthebest,theproportionofoxidefilmofalloycrosssectionisthesmallest,andalltheindexesmeettheinternalcontrolstandardunderconditionsthattheproportion

4、ofthereducingagentaluminumparticlesandvanadiumpentoxideis0.94:1，theinputamountofvanadiumpentoxideis200kginsecondaryfeeding,thecumulativeamountwas400kg,andtheheatingtimeis9min.Keyword：electro-aluminothermicprocess;vanadiumpentoxide;aluminumgrain;electricheatingtime;va

5、nadium-aluminumalloy;Received：2017-07-250引言近年来，随着世界航空航天工业及军事装备工业的迅速发展，航空航天用特种合金的市场需求也相应扩大。尤其是钛合金和高温合金（木文指以铁、镍、钴为基体的高温合金），在包括飞机发动机、航天器壳体和连接件等方面的应用十分广泛［1］。在这些合金的生产屮，要加入许多合金元素，如V、Al、M0、Cr、Sn、Nb、Fe、Zr、Mn、Cu等。由于这些合金元素与基体的熔点、密度等物理性质相差甚远，如果在熔炼时直接加入，不仅会导致一些合金元素损失，还会导致合金成分偏析甚

6、至产生高熔点夹杂。因此，以便更好地控制这些元素在最终合金中的比例，改善合金化条件，提高合金成分均匀性，克服偏析，避免形成不溶夹杂物，减少金属烧损率UL多数合金元素要以中间合金的形式加入。钒是一种具有战略意义的稀有金属，被广泛应用于钢铁工业中。钒铝合金是生产T1-6A1-4V的原料，而Ti-6A1-4V是一种用于制造飞机和火箭的优良高温结构材料，在航空工业中应用广泛位1。我国钒资源丰富，其中以钒钛磁铁矿资源最为丰富，储量位于南非和俄罗斯之后，居世界第三位。尤其是攀枝花地区的钒资源相当丰富，已探明的钒钛磁铁矿储量约占全国储量的55%

7、、世界储量的11%，因此，在我国发展提钒技术具有独待的基础和前景。铝热法具有流程短、产品质量好、杂质含量低等优点，是当前生产高钒铝合金的主要方法。但由于铝热法是一个多相的反应过程，温度高、速度快、时间短，还原过程一旦开始就难以控制。通常采用铝热炉外法生产高钒铝，但该方法存在钒的纯度不高，冶炼冋收率低等问题。长期以來，优化生产过程，提高钒铝合金的纯度及回收率是制备该合金的难题［4］。本文采用铝粒作为还原剂，还原V205制备钒铝合金，用电极引燃，使反应进行，反应后期再次利用电极加热补充热量，确保整个反应进行的完全。研宄了物料配比、分

8、期加料量和后期电加热吋间对整个合金制备过程的影响。1研宄思路目前国内主要采用炉外自蔓延方式生产牌号为55的钒铝合金。所用原料为粉剂V205,还原剂为金属铝粉或者铝粒，氧化钙或氟化钙作为造渣剂，金属镁和氯酸钾等物质作为引燃剂进行引燃，以实现后序还原反应，炉衬材质为