本发明专利技术涉及钒合金生产装置技术领域，公开了一种工业冶炼钒铝合金的冶炼装置和方法。所述冶炼装置包括由下至上依次可拆卸连接的石墨坩埚底座、第一石墨坩埚和第二石墨坩埚；所述石墨坩埚底座为凸型圆柱体结构；所述第一石墨坩埚包括两个相同的空心半圆柱体，每个所述空心半圆柱体的两侧边具有台阶型咬合部，且两个所述半圆柱体通过其台阶型咬合部可首尾咬合拼接成一个空心圆柱体结构；所述第二石墨坩埚为空心圆柱体结构。所述冶炼装置简洁易维护，具有冶炼效果好、拆炉方便的特点，装置符合工厂生产需求，简洁、操作便捷，能适应现有钒铝合金工艺，能够缩短冷却时间，提高产品合格率，减少拆炉破坏带来的损失，具有显著的社会效益和经济效益。和经济效益。和经济效益。
【技术实现步骤摘要】
工业冶炼钒铝合金的冶炼装置和方法
[0001]本专利技术涉及钒合金生产装置
，具体涉及工业冶炼钒铝合金的冶炼装置和方法。
技术介绍
[0002]钒铝合金是制备飞机骨架和发动机的钛合金Ti
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6Al
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4V和Ti
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8Al
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1Mo
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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
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6Al
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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。
[0003]钒铝合金大部分采用片钒与铝粒自蔓延燃烧反应，冶炼采用刚玉干打结直筒炉，这种炉子降温缓慢，氧化氮化严重；冶炼采用石墨坩埚直筒炉，降温相对加快，氧化氮化在一定程度上减轻，但石墨坩埚冶炼3炉以后，拆炉操作变得很困难，石墨坩埚极易损坏，使生产成本增加。
[0004]国内工业合金的冶炼装置主要为刚玉干打结、镁砂湿打结、直筒石墨坩埚。专利申请CN 201520341731.2“一种铝合金制品冷却装置”该冷却装置可以排走有害烟雾和收集冷却时产生的废水。装置通过冷却水带走热量，操作简单，使用方便，适用于铝合金制品加工过程中的冷却。专利申请CN201510075546.8“钒铝合金及其制备方法”涉及一种钒铝合金的制备方法，包括以下步骤：以五氧化二钒和铝为原料，点火进行还原反应，即可制得钒铝合金；以整个内壁涂有电熔镁火泥的带孔的盖子的石墨坩埚作为冶炼炉。专利申请CN 201710561632.9“一种钒铝合金的制备方法”涉及一种钒铝合金的制备方法，提供了一种工艺简单、成本低廉、杂质易于控制且含量低的钒铝合金的制备方法，该方法包括以下步骤：取适当氧钒摩尔比的含钒氧化物和铝粉，置于反应炉内，经点火剂点火进行铝热还原反应，得到钒铝合金。专利申请CN 201810228430.7“一种钒铝合金的生产方法”提供了一种提高钒铝合金成品率和质量、降低钒铝合金杂质含量，并扩大其生产规模、降低成本的生产方法，包括：向带有钻孔盖子的石墨坩埚中加入首批五氧化二钒和铝，点火进行铝热还原反应，反应完全后，依次加入后续批次五氧化二钒和铝，分别进行铝热还原反应，直至五氧化二钒和铝全部加入并反应完全，渣金分离，得钒铝合金。专利申请CN 201911144319.0“一种钒铝合金的制备方法以及反应器”提供了一种钒铝合金的制备方法以及反应器，制备方法包括：1)将钒源、铝源和造渣剂混合，得到混合物料；2)对混合物料进行加热，得到反应产物；3)在抽真空或通入保护性气体的条件下，对反应产物进行冷却，得到所述钒铝合金。
[0005]从上述公开的技术看，目前钒铝合金一步法制备装置主要是直筒炉，将混配好的原料加入坩埚中，分批加入冶炼。冶炼结束冷却后，将合金与石墨坩埚分离的时候存在困难，石墨坩埚冶炼的炉次越多，拆炉越不方便。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的钒铝合金冶炼结束后合金与石墨坩埚
分离困难、拆炉不方便、坩埚损耗严总、冶炼成本高、冶炼炉寿命短的问题，提供一种工业冶炼钒铝合金的冶炼装置和方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种工业冶炼钒铝合金的冶炼装置，所述冶炼装置包括由下至上依次可拆卸连接的石墨坩埚底座、第一石墨坩埚和第二石墨坩埚；
[0008]所述石墨坩埚底座为凸型圆柱体结构；
[0009]所述第一石墨坩埚包括两个相同的空心半圆柱体，每个所述空心半圆柱体的两侧边具有台阶型咬合部，且两个所述半圆柱体通过其台阶型咬合部可首尾咬合拼接成一个空心圆柱体结构；
[0010]所述第二石墨坩埚为空心圆柱体结构。
[0011]优选地，一个侧边的台阶型咬合部具有内侧凹陷部和外侧凸起部，另一个侧边的台阶型咬合部具有内侧凸起部和外侧凹陷部。
[0012]优选地，所述石墨坩埚底座的顶面半径与所述第一石墨坩埚的内半径和所述第二石墨坩埚的内半径相同，且所述石墨坩埚底座的底面半径与所述第一石墨坩埚的外半径和所述第二石墨坩埚的外半径相同。
[0013]优选地，所述石墨坩埚底座的顶面半径为100
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500mm；
[0014]优选地，石墨坩埚底座的顶面半径为150
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400mm。
[0015]优选地，所述石墨坩埚底座的底面半径与所述石墨坩埚底座的顶面半径的差值为40
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100mm。
[0016]优选地，所述第一石墨坩埚的高度与所述第二石墨坩埚的高度相同；
[0017]优选地，所述第一石墨坩埚的高度与所述石墨坩埚底座的顶面半径的比为1
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8:1；
[0018]优选地，所述石墨坩埚底座的高度为40
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100mm。
[0019]本专利技术第二方面提供一种工业冶炼钒铝合金的方法，所述方法采用上述工业冶炼钒铝合金的冶炼装置进行实施；
[0020]所述方法包括以下步骤：
[0021](1)安装冶炼装置：将石墨坩埚底座置于冶炼平台上，然后在所述石墨坩埚底座上放置第一石墨坩埚并进行咬合，然后在所述第一石墨坩埚上放置第二石墨坩埚；
[0022](2)将混合料倒入安装好的冶炼装置内，点火进行铝热反应；
[0023](3)铝热反应结束后，将冶炼装置转移至冷却区，当冶炼装置的温度降至预设温度后，拆炉得到钒铝合金饼，然后进行破碎、打磨和挑选得到成品钒铝合金；
[0024]其中，所述混合料中含有五氧化二钒和铝粒。
[0025]优选地，混合料中五氧化二钒和铝粒的重量比为10:7.4
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9.2。
[0026]本专利技术所述的工业冶炼钒铝合金的冶炼装置简洁易维护，具有冶炼效果好、拆炉方便的特点，装置符合工厂生产需求，简洁、操作便捷，能适应现有钒铝合金工艺，能够缩短冷却时间，提高产品合格率，减少拆炉破坏带来的损失，具有显著的社会效益和经济效益。
附图说明
[0027]图1是工业冶炼钒铝合金的冶炼装置的示意图；
[0028]图2是石墨坩埚底座的示意图；
[0029]图3是第一石墨坩埚的示意图；
[0030]图4是第二石墨坩埚的示意图。
[0031]附图标记说明
[0032]1石墨坩埚底座
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2第一石墨坩埚
[0033]3第二石墨坩埚
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21第一空心半圆柱体
[0034]22第二空心半圆柱体
具体实施方式
[0035]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0036]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种工业冶炼钒铝合金的冶炼装置，其特征在于，所述冶炼装置包括由下至上依次可拆卸连接的石墨坩埚底座(1)、第一石墨坩埚(2)和第二石墨坩埚(3)；所述石墨坩埚底座(1)为凸型圆柱体结构；所述第一石墨坩埚(2)包括两个相同的空心半圆柱体，每个所述空心半圆柱体的两侧边具有台阶型咬合部，且两个所述半圆柱体通过其台阶型咬合部可首尾咬合拼接成一个空心圆柱体结构；所述第二石墨坩埚(3)为空心圆柱体结构。2.根据权利要求1所述的工业冶炼钒铝合金的冶炼装置，其特征在于，一个侧边的台阶型咬合部具有内侧凹陷部和外侧凸起部，另一个侧边的台阶型咬合部具有内侧凸起部和外侧凹陷部。3.根据权利要求1或2所述的工业冶炼钒铝合金的冶炼装置，其特征在于，所述石墨坩埚底座(1)的顶面半径与所述第一石墨坩埚(2)的内半径和所述第二石墨坩埚(3)的内半径相同，且所述石墨坩埚底座(1)的底面半径与所述第一石墨坩埚(2)的外半径和所述第二石墨坩埚(3)的外半径相同。4.根据权利要求3所述的工业冶炼钒铝合金的冶炼装置，其特征在于，所述石墨坩埚底座(1)的顶面半径为100
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500mm；优选地，石墨坩埚底座(1)的顶面半径为150
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400mm。5.根据权利要求3所述的工业冶炼钒铝合金的冶炼装置，其特征在于，所述石墨坩埚底座(1)的底面半径与所述石墨坩埚底座(1)的顶面半径的差值为40<...
【专利技术属性】
技术研发人员：高雷章，陈海军，尹丹凤，师启华，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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