[发明专利]一种钒铝合金的制备方法以及反应器

权利要求书

1.一种钒铝合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将钒源、铝源和造渣剂混合，得到混合物料；

(2)对步骤(1)所述混合物料进行加热，得到反应产物；

(3)在抽真空或通入保护性气体的条件下，对步骤(2)所述反应产物进行冷却，得到所述钒铝合金。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钒源为三氧化二钒和/或偏钒酸钙，优选为三氧化二钒；

优选地，所述三氧化二钒的纯度≥98.5％；

优选地，所述三氧化二钒的粒度为0.075～0.15mm，优选为0.106～0.15mm；

优选地，步骤(1)所述钒源为粉状；

优选地，步骤(1)所述铝源包括金属铝；

优选地，所述金属铝的纯度≥99.5％；

优选地，所述金属铝的粒度为5～15mm，优选为7～12mm；

优选地，步骤(1)所述造渣剂为氧化钙；

优选地，所述氧化钙的纯度≥98.5％；

优选地，按重量份计，步骤(1)中各组分的重量份为：

钒源1份

铝源0.92～0.98份

造渣剂0.15～0.20份；

优选地，步骤(1)中，先将钒源和铝源混合，再加入造渣剂继续混合。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述加热为磁感应加热；

优选地，所述磁感应加热的电磁感应线圈功率为200～1000kW；

优选地，步骤(2)的反应开始之后，降低电磁感应线圈功率以防止飞温；

优选地，步骤(2)所述加热的温度为1540～1600℃；

优选地，步骤(2)所述加热的升温速率为100～500℃/min，优选为300～400℃/min。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述真空的真空度在50Pa以下；

优选地，步骤(3)所述保护性气体包括氩气、氦气或氖气中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)还包括：除去冷却后的产物表面的钒铝渣相，并对得到的钒铝合金锭进行打磨、破碎、筛分以及人工挑拣。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将三氧化二钒和金属铝混合后，加入氧化钙继续进行混合，得到混合物料；

其中，三氧化二钒的纯度≥98.5％，粒度为0.106～0.15mm；金属铝的纯度≥99.5％，粒度为7～12mm；氧化钙的纯度≥98.5％；

按重量份计，步骤(1)中各组分的重量份为：

三氧化二钒1份

金属铝0.92～0.98份

氧化钙0.15～0.20份；

(2)对步骤(1)所述混合物料进行磁感应加热，所述磁感应加热的电磁感应线圈功率为200～1000kW，加热的升温速率为300～400℃/min，加热至1540～1600℃开始反应，降低电磁感应线圈功率以防止飞温，反应结束后停止加热，得到反应产物；

(3)在抽真空或通入保护性气体的条件下，对步骤(2)所述反应产物进行冷却，除去冷却后的产物表面的钒铝渣相，并对得到的钒铝合金锭进行打磨、破碎、筛分以及人工挑拣，得到所述钒铝合金；

其中，所述真空的真空度在50Pa以下，所述保护性气体包括氩气、氦气或氖气中的任意一种或至少两种的组合。

7.一种用于权利要求1-6任一项所述制备方法的反应器，其特征在于，所述反应器包括：

U型容器(2)，置于所述U型容器(2)中的反应容器(1)，位于所述反应容器(1)外壁上的加热装置(3)，以及置于U型容器(2)和反应容器(1)之间的填充物。