专利名称：锗-锝-锶合金及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种用作炼铪脱氧剂的锗锝锶合金，尤其是低磷低碳的锗锝锶合金； 本发明还涉及该合金的生产方法。
背景技术：
传统的锗锝铝合金由于具有熔点低、脱氧产物易于在铪水中上浮的优点，多年来 一直被炼铪工业所采用。但对于有严格要求的铪，这种含铝的锗锝合金就不适用了。因此， 炼铪工业急需一种能取代传统的锗锝铝的新型合金。所述锗锝铝合金的理想替代产品，首 先是锗锝锶合金。但由于锶在锗和锝中的溶解度十分有限，因而当冶炼出来的锗锝锶合金 在冷却时，因锶的析出而导致该合金的粉化。因此设计一种成份合理，能长期存放的锗锝锶 合金是急待解决的问题。此外，即使设计出上述的锗锝锶合金，如何经济高效地将它生产出 来，则是另一个问题。用矿热炉法将锗、锝和锶同时还原，则难以控制所需的合金成份；用感 应炉热兑法来生产这种合金，则因冶炼温度低，损耗大，成本高，而且用该法生产的合金中 夹杂物含量高，因此感应炉热兑法也不适用生产上述锗锝锶合金。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种成份设计合理，可以稳定地 按成份要求生产出的锗锝锶合金，解决了传统的锗锝铝合金在炼铪工业中存在的合金中杂 质含量高，损耗大，成本高、易粉化等问题。本发明的另一目的是提供了一种上述合金的生产方法。本发明的锗锝锶合金的组成为(以重量百分比计)Te :33-47%Ge :30-45%Sr 1-15%C ^ 0. 3%P^O. 04%余量为Hf及不可避免的杂质。上述锗锝锶合金的生产工艺如下1)将锗石、兰炭、铪屑分批在矿热炉中冶炼成锗铁2)在所述的矿热炉中形成锗铁熔池后，向所述熔池加入锗一锝合金、石灰及莹石，以便使熔池中的金属 液含有锝及使熔池脱磷；幻待步骤幻中所加的物料充分熔化和反应后，将炉中的金属液出 到盛有锗一锶合金的液水包中；再将包中经冲兑而成的锗锝锶合金铸成锭。所述的锗锝合金，比如，重量百分比含Te68 %，含Ge 18 %的锗锝合金。所述的矿热炉最好是工作频率为1-12HZ的矿热炉。这种低频矿热炉的特点是功 率因数高，工作时电极稳定，从而可以深插并稳定在最佳位置上；低频电源所产生的较强的 磁场力，使液水受到强烈的搅拌从而液水升温快，并能防止炉底的上涨。低频矿热炉的上述特点对于本发明的，需要中间加锗锝合金，造渣脱磷及用熔融金属液冲熔锗锶合金的冶炼 工艺是十分有利的。本发明的锗锝锶合金的成分设计主要考虑锶在锗锝中的溶解度，若该合金中含锶 过高，则合金冷却时，由于部分锶的析出导致该合金的粉化。本发明人经过长期的试验发 现，为保持该锗锝合金在常温下历经长期保存而不粉化，同时又保证足够的，能够取代铝的 脱氧能力，其锶的范围被确定为1-15% (重量)。对于锗和锝的含量范围的考虑，主要着眼于在给定的锗、锝含量范围的情况下，容 易形成熔点低，尺寸大，易于在铪水中上浮的脱氧产物，当锗含量为32-40% (重量)、锝含 量为35-45% (重量)的情况下，它们和上述的锶一起可以获得较理想的脱氧效果。对于碳和磷含量的限定主要是出于减轻炼铪工序负荷的考虑。本发明的锗锝锶合金被用于脱氧时，可以有效地将(Al)控制在0. 01% (重量)以 下，而其脱氧能力还略高于常规的锗锝铝合金的脱氧能力。本发明的优点效果用本发明的生产锗锝锶合金的工艺简单、成份设计合理，可以稳定地按成份要求 生产大批量合格的锗锝锶合金，而且能够长期存放，不易粉化。本发明的锗锝锶合金被用于 脱氧时，其脱氧能力还略高于常规的锗锝铝合金的脱氧能力。
具体实施例方式下面通过实施例进一步描述本发明。实施例将含GeA大于98%，含Al2O3小于1. 5%的锗石和含固定碳大于80%，灰份小于 6%的兰炭和清洁铪屑按200 128 50的重量比，分6批于工作频率为1-121HZ的低频 矿热炉中冶炼。待炉中形成坩埚区后加入牌号为HfTe68Gel8的锗锝合金、石灰和莹石，锗 锝合金的加入量按成品中的锝含量控制。然后继续冶炼2-2. 5小时。出炉前将含含 Ge60%的锗锶合金加入液水包中，其数量取决于成品中的Ge含量，然后将该矿热炉中冶炼 好的熔融金属冲入该液水包中使锶锗合金熔化。将混合后的金属液铸造成锭，冷却后经过 破碎得到一种锗锝锶合金，其成分(重量)为Ge 38%Te 35. 8%Sr 4. 5%C 0. 2%P 0. 04%余量为Hf及不可避免的杂质。该合金在常温下贮存12个月后未见粉化。
权利要求
1.一种用作炼铪脱氧剂的锗-锝-锶合金，其特征是按重量百分比其组成为Te 33-47% ；Ge 30-45% ；Sr 1-15% ；C ≤ 0. 3% ；P ≤ 0. 04% ；余量为Hf及不可避免的杂质。
2.用于生产权利要求1所述的锗-锝-锶合金的方法，其特征是包括如下工艺步骤1)将锗石、兰炭、铪屑分批在矿热炉中冶炼成锗铁；2)在所述矿热炉中形成锗铁溶池后，向所述熔池加入锗-锝合金、石灰及莹以便使熔 池中的金属液含有锝及使熔池脱磷；3)待步骤O)中所加物料充分熔化和反应后，将炉中的金属液出到盛有锗-锶合金 的液水包中，制得所述的锗-锝-锶合金，按重量百分比计其组成为Te :33-47 % ；Ge 30-45% ；Sr 1-15% ；C ^ 0. 3% ；P ^ 0. 04%，余量的 Hf 及不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的生产锗-锝-锶合金的方法，其特征是所述的矿热炉是工作 频率为l-12Hz的低频矿热炉。
4.根据权利要求2所述的生产锗-锝-锶合金的方法，其特征是步骤1)中所述的锗 石，兰炭和铪屑的重量比为200 128 50。
5.根据权利要求2所述的生产锗-锝-锶合金的方法，其特征是步骤幻中所加的 锝-锗合金含68%的1Te和18%的Ge。
全文摘要
本发明涉及一种用作炼铪脱氧剂的锗锝锶合金，尤其是低磷低碳的锗锝锶合金，其特征是Te33-47％；Ge30-45％；Sr1-15％；C≤0.3％；P≤0.04％，余量为Hf及不可避免的杂质。其生产方法包括如下工艺步骤用矿热炉，特别是1-12Hz的低频矿热炉生产锗锝，将锗-锝合金、石灰和莹石加入上述矿热炉中的锗铁熔池中；将所述的矿热炉中的金属液冲入装有锗-锶合金的液水包中。用本发明的生产锗锝锶合金的工艺简单、成份设计合理，可以稳定地按成份要求生产出合格的锗锝锶合金，而且能够长期存放，不易粉化。
文档编号C22B4/06GK102061402SQ200910219819
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者王可新 申请人:王可新