[发明专利]一种炉外法冶炼钒铝合金的装置与方法

权利要求书

1.一种炉外法冶炼钒铝合金的装置，其特征在于，所述炉外法冶炼钒铝合金的装置包括基底(1)、以及所述基底(1)上部连接的铜坩埚(2)；所述基底(1)的底部为半球形，半球形的底部空腔体积≥所需冶炼的合金锭体积；所述基底(1)的底部设有毛细管吹气元件(3)；所述铜坩埚(2)为圆柱桶形，所述铜坩埚(2)作为反应炉。

2.根据权利要求1所述的炉外法冶炼钒铝合金的装置，其特征在于，所述铜坩埚(2)的直径D1与基底(1)的底部的半球形的直径D2相同。

3.根据权利要求1所述的炉外法冶炼钒铝合金的装置，其特征在于，所述基底(1)的底部中间区域预留两个电极孔(4)。

4.根据权利要求3所述的炉外法冶炼钒铝合金的装置，其特征在于，所述电极孔(4)的形状为上小下大。

5.根据权利要求1所述的炉外法冶炼钒铝合金的装置，其特征在于，所述铜坩埚(2)的外侧设有冷却水管道(5)，所述冷却水管道(5)的靠近基底(1)一侧设有进水口(6)，远离基底(1)一侧设有出水口(7)。

6.根据权利要求1所述的炉外法冶炼钒铝合金的装置，其特征在于，所述铜坩埚(2)的顶部安装吹气套环(8)，所述吹气套环(8)为圆形管路，所述吹气套环(8)的内直径与外直径与铜坩埚(2)匹配，在所述吹气套环(8)的管路内圈开设环形出气带。

7.根据权利要求1所述的炉外法冶炼钒铝合金的装置，其特征在于，所述炉外法冶炼钒铝合金的装置还包括布料系统，所述布料系统包括料筒(12)以及与所述料筒(12)连接的旋转机构(11)；所述料筒(12)内包括多个料仓，每个料仓的底部均设置下料控制插板(13)。

8.根据权利要求1至7任一项所述的炉外法冶炼钒铝合金的装置，其特征在于，所述炉外法冶炼钒铝合金的装置还包括加热电极(9)，所述加热电极(9)设置在所述铜坩埚(2)上部。

9.一种炉外法冶炼钒铝合金的方法，其特征在于，所述炉外法冶炼钒铝合金的方法采用权利要求1至8任一项所述的炉外法冶炼钒铝合金的装置，包括如下步骤：

步骤1、布料前，小流量顶底复合供气；

步骤2、小流量顶底复合供气的同时在铜坩埚内分层布料：先铺一层五氧化二钒，再铺一层铝粒，最后铺一层造渣剂；再次，先铺一层五氧化二钒，再铺一层铝粒，最后铺一层造渣剂；按照上述顺序，依次往上铺料，直到所铺物料重量达到锭型重量冶炼要求；

步骤3、引燃电极通电，同时大流量顶底复合供气，进行铝热反应冶炼；

步骤4、铝热反应结束后，小流量顶底复合供气，加热电极接触铝热反应后金属熔池上部形成的渣层，通电加热，并在0.5～5小时后断电，实现金属熔池缓慢凝固；

步骤1中的底部供气流量L_底1、顶部供气流量为L_顶1与步骤3中的底部供气流量L_底2、顶部供气流量为L_顶2与步骤4中的底部供气流量L_底3、顶部供气流量为L_顶3符合如下关系：L_底1＜L_底2，L_顶1＜L_顶2，L_底3＜L_底2，L_顶3＜L_顶2。

10.根据权利要求9所述的炉外法冶炼钒铝合金的方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括烘烤物料。