高純度電熔氧化釔砂的生產方法

2023-05-22 02:56:16

專利名稱：高純度電熔氧化釔砂的生產方法
技術領域：
本發明屬於耐火材料的生產方法，特別涉及一種氧化釔原料的電熔生產方法。
技術背景,來，我國經濟建設突飛猛進，取得了令人矚目的成就。經濟騰飛，極大地推動了我國鋼 鐵、有色金屬、機械、離、航空、虹、耐火材料等行業的高速發展。追求高品質、高技術含 量的精密材料時代已經至睞。作為這些工業的鑄造行業、航空行業、虹、耐火材，將業的面貌 也曰新月異。M屬因其,的物理化學14M在航空E^、鑄造行業得到ffil發展。主要表現密度小，機械強度大，容易加工，鈦耐高溫，熔點1942°C。有良好的抗腐蝕性能，不受 大氣和海水的影響。在常溫下，不會被稀鹽酸、稀硫酸、硝酸或稀鹼溶液所腐蝕；鈦和鈦 的合金在航空工業，有"空間金屬"之稱；另外，在造船工業、化學工業、製造機械部件、 電訊器材、硬質合金等方面有著日益廣泛的應用。鈦對於酸、鹼具有較強的耐腐蝕性，已 成為化工生產中重要的材料。鈦在高溫下性質十分活潑，化合能力極強，很易和氧、氮、碳等元素化合，因此，不論 在冶煉或者鑄造的時候，人們都小心地防止這些元素"侵襲"鈦。在冶煉鈦的時候，空氣與 水當然是嚴格禁止接近的，甚至連冶金上常用的氧化鋁坩堝也禁止使用，因為鈦會從氧化 鋁裡奪取氧。由此可見鈦金屬的發展對耐火材料提出了更高更苛刻的要求，研究開發與之 相使用的高質量耐火材料尤為重要。經,行業人員多年來的試驗及試用，發現氧化憶是最理想的耐火材料保護層。但高純度氧 化紀是以白色l^末狀存在，氣孔率高、體積密度低、機械^M氐而無法使用，目前只能用'燒結法 緻密後{頓，從而影響鈦件質量。因此研究高質量緻密氧化乾對鈦金屬行業、鑄造行業、航空行 業、ifcX、耐火材IW業發展有著極其重要的作用和意義。氧化釔是高熔點物質，熔點2410'C，不溶於，鹼溶液中，但能溶於無機酸.可以與水結 合生戱氧化物，RE(0H)3和RE0(0H)。在空氣中能吸收0)2生成鹼式碳麟。在800。C進行灼燒可 得無碳,的氧化物。加熱時，可以發生如下兩^h變皿程formula see original document page 3RE203 — 2RE + 30目前氧化銘外觀白色粉末狀，分子量225.82、密度5.01 g/W、氣孔高、密度低，高 溫下收縮，無法高溫i^。翳燒結或電皿密化結晶才能^ffl。燒結法結晶燒結m高170(^2100 °C，燒結時間長、工藝複雜成本高。電熔法敏高溫電熔時，氧分子非常容易與發熱體(石墨 電極、鎢電極、鉬電極)反應生成氧化物小結晶，成為多相混合物，無法形成高純度^J頁氧化紀 結晶體。目前國內無電熔氧化憶的記載。目前國內主要技 狀燒結緻密結晶型氧化紀，將稀土氧化紀成型為荒坯皿接裝入匣缽 中駄高溫窯爐中燒結，燒結M》1580'C，保溫》10小時；製品氣孔率高》3%，雜質含量高 》0.5%，成本高。 發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種高純度電熔氧化紀砂的生產方法，採用電熔法生 產，避免電極與氧化銘',化學反應，得到高純度氧化憶產品。本發明高純度電熔氧化銘砂的生產方法，其特徵在於釆用103含量》99.99%的高純YA 原料作為熔料，經高溫電弧熔化，控制電極與液面不,並離開液面《2cm ，高溫電弧熔化後自 然冷卻形成低碳白色透明晶^W塊，經破碎形成,砂。本發明的主要技術特點是將白色粉末狀的氧化憶採用電熔法得到晶皿產品。釆用電弧為長 鵬作，控制電弧與液面鵬一定距離，避免電極與氧化紀^ii到靴目的，獲得緻密結晶體， 避免了碳的引入。高Mif煉的，大^ft化紀的熔點即可(》240crc)，為了更好ifea行m，氧化紀原料可參照普通電熔方紗批加入電弧爐中(逐步加料)，tt^it^作^f牛為二次電壓(電極電壓)100-130 伏，電流為200-2000安。然後再加料、再加溫，多次重複，趕得到需要尺寸的熔快。 本發明的優點1、 在高^it煉時，電極不插入熔料中，避免了電極汙染，避免了碳的引入，避免電極與氧化 釔'^I化學反應。利於本發明方法生產的氧化釔純度高YA》99.8呢，熔點高》2400。C。電熔氧化 釔同燒結氧化紀相比，具有以下特點(1)、氣孔率低，小於2%。孔的周圍是^^密的材料，可防 止渣的侵入。(2)、 ^f只密度高，大於5.6g/cm3。 (3)、機械弓艘高。同燒結材料比，具撤高的 高溫3艘及耐磨度。 (4)、高溫^IR穩定'IW (電熔材料具有8^收縮小和高 變小的特點)。2、 由於本發明生產的氧化憶,高，化學穩定性高，可在鈦合，造得到應用，有利於獲得 無汙皿件，降低,生產成本，為iES,行業發展奠定基礎。3、利用得到的高純度的氧化紀原料可以生產高離的氧化釔製品，滿足不同用途的娜。
具體實施方式
以下結合實施例說明本發明，但不限制於本發明。 實施例採用高純稀土氧化物YA (Y203》99.99%)為原料，將高純氧化紀10諷M:微喊爐料。將爐 料分批SAH相電弧爐中進行熔煉，控制電極提升條長弧，(電極與液耐接觸並離開液面《2cm 均可)，熔^2400。C (^:於240(TC)逐步加料，二次電壓(電極電壓)為100伏，電流為1200 安，格液可再保溫1小時(保溫電流200安)。然後再加料、再加溫、再保溫(不保溫也可)，多 體復JliEil程，趕得到直徑約500mm熔塊，或可根據需魏定尺寸大小。將熔艦碎為不同 的粒度砂或粉(熔塊最好通過封閉式機械破碎方法破碎，以避免引入其它雜質)，經常規方 法(除鐵器)除鐵，水洗形成待用成品砂或粉。氧化乾成品砂或粉純度》99.8%，氣孔率1.8%, ^f只密度5.6g/cm3。
權利要求
1. 一種高純度電熔氧化釔砂的生產方法，其特徵在於採用Y2O3含量≥99.99％的高純Y2O3原料作為熔料，經高溫電弧熔化，控制電極與液面不接觸並離開液面≤2cm，高溫電弧熔化後自然冷卻形成低碳白色透明晶體狀熔塊，經破碎形成粒度砂。
2、根據權利要求1戶皿的^^^法，其特徵在亍熔3p4SAH相電弧爐中逐步加料進行m， 電極電壓為100-130伏，電流為200-2000安。
全文摘要
高純度電熔氧化釔砂的生產方法，採用Y2O3含量≥99.99％的高純Y2O3原料作為熔料，經≥2400℃的高溫電弧熔化，控制電極與液面不接觸並離開液面≤2cm，高溫電弧熔化後自然冷卻形成低碳白色透明晶體狀熔塊，經破碎形成粒度砂。本發明將白色粉末狀的氧化釔採用電熔法得到晶體狀產品。採用電弧為長弧操作，避免電極與氧化釔接觸，避免了碳的引入。生產的氧化釔純度高Y2O3≥99.8％，氣孔率低，體積密度高，具有較高的高溫強度及耐磨度，高溫體積穩定性好。可在鈦合金鑄造得到應用，有利於獲得無汙染鈦件，降低鑄鈦生產成本，為促進鑄鈦行業發展奠定基礎。可以生產高純度的氧化釔製品，滿足不同用途的使用。
文檔編號C01F17/00GK101264921SQ20081001583
公開日2008年9月17日 申請日期2008年4月24日 優先權日2008年4月24日
發明者王光強 申請人:淄博市周村磊寶耐火材料有限公司