专利名称：高纯度电熔氧化钇砂的生产方法
技术领域：
本发明属于耐火材料的生产方法，特别涉及一种氧化钇原料的电熔生产方法。
技术背景,来，我国经济建设突飞猛进，取得了令人瞩目的成就。经济腾飞，极大地推动了我国钢 铁、有色金属、机械、離、航空、虹、耐火材料等行业的高速发展。追求高品质、高技术含 量的精密材料时代已经至睞。作为这些工业的铸造行业、航空行业、虹、耐火材，将业的面貌 也曰新月异。M属因其,的物理化学14M在航空E^、铸造行业得到ffil发展。主要表现密度小，机械强度大，容易加工，钛耐高温，熔点1942°C。有良好的抗腐蚀性能，不受 大气和海水的影响。在常温下，不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀；钛和钛 的合金在航空工业，有"空间金属"之称；另外，在造船工业、化学工业、制造机械部件、 电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。钛对于酸、碱具有较强的耐腐蚀性，已 成为化工生产中重要的材料。钛在高温下性质十分活泼，化合能力极强，很易和氧、氮、碳等元素化合，因此，不论 在冶炼或者铸造的时候，人们都小心地防止这些元素"侵袭"钛。在冶炼钛的时候，空气与 水当然是严格禁止接近的，甚至连冶金上常用的氧化铝坩埚也禁止使用，因为钛会从氧化 铝里夺取氧。由此可见钛金属的发展对耐火材料提出了更高更苛刻的要求，研究开发与之 相使用的高质量耐火材料尤为重要。经,行业人员多年来的试验及试用，发现氧化忆是最理想的耐火材料保护层。但高纯度氧 化紀是以白色l^末状存在，气孔率高、体积密度低、机械^M氐而无法使用，目前只能用'烧结法 致密后{顿，从而影响钛件质量。因此研究高质量致密氧化乾对钛金属行业、铸造行业、航空行 业、ifcX、耐火材IW业发展有着极其重要的作用和意义。氧化钇是高熔点物质，熔点2410'C，不溶于，碱溶液中，但能溶于无机酸.可以与水结 合生戯氧化物，RE(0H)3和RE0(0H)。在空气中能吸收0)2生成碱式碳麟。在800。C进行灼烧可 得无碳,的氧化物。加热时，可以发生如下两^h变皿程<formula>formula see original document page 3</formula>RE203 — 2RE + 30目前氧化铭外观白色粉末状，分子量225.82、密度5.01 g/W、气孔高、密度低，高 温下收縮，无法高温i^。翳烧结或电皿密化结晶才能^ffl。烧结法结晶烧结m高170(^2100 °C，烧结时间长、工艺复杂成本高。电熔法敏高温电熔时，氧分子非常容易与发热体(石墨 电极、钨电极、钼电极)反应生成氧化物小结晶，成为多相混合物，无法形成高纯度^J页氧化紀 结晶体。目前国内无电熔氧化忆的记载。目前国内主要技 状烧结致密结晶型氧化紀，将稀土氧化紀成型为荒坯皿接装入匣钵 中駄高温窑炉中烧结，烧结M》1580'C，保温》10小时；制品气孔率高》3%，杂质含量高 》0.5%，成本高。 发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种高纯度电熔氧化紀砂的生产方法，采用电熔法生 产，避免电极与氧化铭',化学反应，得到高纯度氧化忆产品。本发明高纯度电熔氧化铭砂的生产方法，其特征在于釆用103含量》99.99%的高纯YA 原料作为熔料，经高温电弧熔化，控制电极与液面不,并离开液面《2cm ，高温电弧熔化后自 然冷却形成低碳白色透明晶^W块，经破碎形成,砂。本发明的主要技术特点是将白色粉末状的氧化忆采用电熔法得到晶皿产品。釆用电弧为长 鹏作，控制电弧与液面鹏一定距离，避免电极与氧化紀^ii到靴目的，获得致密结晶体， 避免了碳的引入。高Mif炼的，大^ft化紀的熔点即可(》240crc)，为了更好ifea行m，氧化紀原料可参照普通电熔方紗批加入电弧炉中(逐步加料)，tt^it^作^f牛为二次电压(电极电压)100-130 伏，电流为200-2000安。然后再加料、再加温，多次重复，赶得到需要尺寸的熔快。 本发明的优点1、 在高^it炼时，电极不插入熔料中，避免了电极污染，避免了碳的引入，避免电极与氧化 钇'^I化学反应。利于本发明方法生产的氧化钇纯度高YA》99.8呢，熔点高》2400。C。电熔氧化 钇同烧结氧化紀相比，具有以下特点(1)、气孔率低，小于2%。孔的周围是^^密的材料，可防 止渣的侵入。(2)、 ^f只密度高，大于5.6g/cm3。 (3)、机械弓艘高。同烧结材料比，具撤高的 高温3艘及耐磨度。 (4)、高温^IR稳定'IW (电熔材料具有8^收缩小和高 变小的特点)。2、 由于本发明生产的氧化忆,高，化学稳定性高，可在钛合，造得到应用，有利于获得 无污皿件，降低,生产成本，为iES,行业发展奠定基础。3、利用得到的高纯度的氧化紀原料可以生产高離的氧化钇制品，满足不同用途的娜。
具体实施方式
以下结合实施例说明本发明，但不限制于本发明。 实施例采用高纯稀土氧化物YA (Y203》99.99%)为原料，将高纯氧化紀10讽M:微喊炉料。将炉 料分批SAH相电弧炉中进行熔炼，控制电极提升條长弧，(电极与液耐接触并离开液面《2cm 均可)，熔^2400。C (^:于240(TC)逐步加料，二次电压(电极电压)为100伏，电流为1200 安，格液可再保温1小时(保温电流200安)。然后再加料、再加温、再保温(不保温也可)，多 體复JliEil程，赶得到直径约500mm熔块，或可根据需魏定尺寸大小。将熔舰碎为不同 的粒度砂或粉(熔块最好通过封闭式机械破碎方法破碎，以避免引入其它杂质)，经常规方 法(除铁器)除铁，水洗形成待用成品砂或粉。氧化乾成品砂或粉纯度》99.8%，气孔率1.8%, ^f只密度5.6g/cm3。
权利要求
1. 一种高纯度电熔氧化钇砂的生产方法，其特征在于采用Y2O3含量≥99.99％的高纯Y2O3原料作为熔料，经高温电弧熔化，控制电极与液面不接触并离开液面≤2cm，高温电弧熔化后自然冷却形成低碳白色透明晶体状熔块，经破碎形成粒度砂。
2、根据权利要求1戶皿的^^^法，其特征在亍熔3p4SAH相电弧炉中逐步加料进行m， 电极电压为100-130伏，电流为200-2000安。
全文摘要
高纯度电熔氧化钇砂的生产方法，采用Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>含量≥99.99％的高纯Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>原料作为熔料，经≥2400℃的高温电弧熔化，控制电极与液面不接触并离开液面≤2cm，高温电弧熔化后自然冷却形成低碳白色透明晶体状熔块，经破碎形成粒度砂。本发明将白色粉末状的氧化钇采用电熔法得到晶体状产品。采用电弧为长弧操作，避免电极与氧化钇接触，避免了碳的引入。生产的氧化钇纯度高Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>≥99.8％，气孔率低，体积密度高，具有较高的高温强度及耐磨度，高温体积稳定性好。可在钛合金铸造得到应用，有利于获得无污染钛件，降低铸钛生产成本，为促进铸钛行业发展奠定基础。可以生产高纯度的氧化钇制品，满足不同用途的使用。
文档编号C01F17/00GK101264921SQ20081001583
公开日2008年9月17日 申请日期2008年4月24日 优先权日2008年4月24日
发明者王光强 申请人:淄博市周村磊宝耐火材料有限公司