本发明涉及一种生产储氢合金的技术，具体是，涉及一种真空感应熔炼生产储氢合金用涂层的使用方法。
背景技术：
目前工业上生产储氢合金最常用的是中频真空电磁感应熔炼法，熔炼规模从几公斤至几吨不等，坩埚封闭在真空室中，利用电磁感应在坩埚盛装的金属(稀土、镍、钴、锰、铝等)导体内产生的涡旋电流加热炉料进行熔炼，在真空状态下进行金属与合金的冶炼并浇注，从而得到高质量的储氢合金，这种生产储氢合金的工艺方法叫真空感应熔炼法。
坩埚是感应熔炼的重要组成部分，用于装料冶炼并起绝热、绝缘和传递能量的作用。生产储氢合金常用的坩埚为al2o3坩埚、mgo坩埚或zro2坩埚。
坩埚盛装的各种金属(稀土、镍、钴、锰、铝等)感应融化、合金化、精炼时，合金中的部分活性成分，特别是稀土在熔融阶段和坩埚接触面发生反应，形成炉渣，形成的炉渣很难与坩埚中的熔融状态合金再次发生反应，具有高温化学惰性。
真空感应炉中还有引导合金熔液的部件，如流道、引流槽、上中间包、下中间包等部位都是耐火材料，材质主要有莫来石、刚玉、氧化镁、石墨等。高温熔融液体的金属活性高，特别是其中的稀土，易与上述耐火材料的主要成分莫来石、刚玉、氧化镁、石墨等反应造渣，降低材料中有效成分含量，把渣滓等杂质带入合金材料中，降低储氢合金性能。
储氢合金熔液从坩埚中流出，到最终冷却成固体，期间储氢合金熔液要经过耐火材料制品(流道、引流槽、上中间包、下中间包等)的引流或引导，熔融状态的储氢合金液体和耐火材料接触时因为温度较高，储氢合金液体中较活泼的稀土元素与基体材料发生反应，影响合金成分；耐火材料和储氢合金熔液接触部分不断反应并损失，降低耐火材料的使用寿命。
发生如下等反应：
la+al2o3→al+la2o3
3ce+2al2o3→2al+3ceo2
耐火材料表层开放气孔较多，易于合金发生反应并粘连合金，待到清理耐火材料表层合金时，耐火材料表层和合金接触部分，会有一部分耐火材料和合金粘连，会跟着合金一起脱离耐火材料基体，从而降低耐火材料的使用寿命。
锭模的主要材质是铁、铜、低碳钢，特别是将合金液引流到锭模(冷却锭模或自冷型锭模)中时，连续或大量生产时，储氢合金熔液会和锭模接触面发生合金化反应，造成合金锭不易脱模、合金锭局部化学成分异常，降低了锭模使用寿命。为了得到高质量的储氢合金，必须要减少熔融液体金属和耐火材料之间的反应，减少合金熔液与锭模之间的合金化反应。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题是提供一种真空感应熔炼生产储氢合金用涂层的使用方法，能够隔离合金熔液与耐火材料或锭模的接触和反应，提高储氢合金的质量和锭模的使用寿命。
技术方案如下：
一种真空感应熔炼生产储氢合金用涂层的使用方法，包括：
将真空感应熔炼储氢合金时坩埚中的反应炉渣破碎至150μm以下，反应炉渣中添加耐火材料粘合剂，混合均匀添加水；耐火材料粘合剂选用水玻璃或者磷酸二氢铝的一种或者二者混合物；
将混合物涂覆于耐火材料或锭模表面，涂覆了涂层的耐火材料或锭模经过加热将水排出。
进一步：每5份反应炉渣使用1-3份耐火材料粘合剂；水的加入量为：3～8份反应炉渣、耐火材料粘合剂，添加1份水。
进一步：反应炉渣成分为储氢合金所含元素的氧化物。
进一步：涂覆有涂层的耐火材料或锭模自然晾干，或将其加热进行烘干，烘干温度100-200℃。
进一步：在涂覆涂层以前将耐火材料或锭模加热至80-150℃，再将混合物涂覆与耐火材料表面；将涂覆有涂层的耐火材料再次进行加热烘干，烘干温度100-200℃。
本发明技术效果包括：
本发明敷于耐火材料表面，或涂敷于与合金熔液接触的锭模表面，能够隔离合金熔液与耐火材料或锭模的接触和反应，生产过程中合金锭易脱模，提高了储氢合金的质量和锭模的使用寿命。
1、铁元素是储氢合金严格控制的杂质元素；一些规格型号的的储氢合金严格控制铜元素的含量；铁和铜元素含量高都将降低储氢合金自放电性能。
在铸锭阶段减少铁和铜元素的带入量，也是控制储氢合金中铁和铜元素含量的重要手段之一。锭模一般是金属材质，材质有铁、低碳钢、铜等，储氢合金熔液与锭模接触，从液态冷却至固态，冷却速度非常重要，冷却快高温熔液与锭模接触时间短，合金熔液和锭模反应时间短；冷却慢高温熔液与锭模接触时间长，高温合金熔液与锭模反应时间长，锭模被合金熔液侵蚀的严重；
在与合金接触的表面涂覆该涂层，将高温熔液与锭模隔离，减少高温熔液与锭模的接触，减少高温溶液和锭模的反应，减少将锭模中金属元素带入储氢合金中的量。
锭模内部一般通循环冷却水对锭模进行降温，涂层因为降低了合金熔液侵蚀锭模，能够防止合金熔液将锭模壁浇穿(合金熔液会与循环水剧烈反应发生爆炸)，提高锭模使用寿命的同时也提高了浇注时的安全性。
2、在耐火材料和合金熔液接触的表面涂覆该涂层，隔离合金熔液和耐火材料的接触，降低储氢合金液体中较活泼的稀土元素与基体材料发生的反应，减少对合金中有效成分含量的影响，提高了合金成分的稳定性，减少杂质元素和杂质耐火材料进入合金中。
涂覆了涂层的耐火材料和合金接触部分，也不易和合金粘连，在耐火材料表面因反应和粘连凝固的合金少了，另外也易将凝固的合金和耐火材料分离，从而提高了耐火材料的使用寿命。
具体实施方式
以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
真空感应熔炼生产储氢合金用涂层的使用方法，具体包括以下步骤：
步骤1：将真空感应熔炼储氢合金时坩埚中的反应炉渣破碎至150μm以下，反应炉渣中添加适量耐火材料粘合剂，混合均匀添加少量水；
每5份反应炉渣使用1-3份耐火材料粘合剂，耐火材料粘合剂选用水玻璃或者磷酸二氢铝的一种或者二者混合物。在涂覆使用时，需要将反应炉渣、耐火材料粘合剂混合并加水搅拌，水的加入量为：3～8份反应炉渣、耐火材料粘合剂，添加1份水。
生产储氢合金常用的坩埚为al2o3坩埚、mgo坩埚或zro2坩埚，所以反应炉渣的成分因为坩埚的不同而不同，坩埚内炉渣成分主要为生产储氢合金所含元素的氧化物。
真空感应熔炼储氢合金时，炉内抽真空≦8pa后充惰性气体保护，炉腔内部一部分氧气未被抽出，炉腔内壁和物料表面也吸附一定氧气，金属在被加热及熔融阶段，被炉腔内未抽出的氧气氧化成为氧化物，如三氧化二镧、二氧化铈、氧化镍、二氧化锰等。这部分氧化物全部在坩埚内造渣，成为炉渣。
坩埚为氧化铝坩埚时，在熔融阶段，储氢合金中添加的稀土元素易于坩埚发生如下等反应。反应生成的三氧化二镧、二氧化铈等氧化物全部形成炉渣。
la+al2o3→al+la2o3
3ce+2al2o3→2al+3ceo2
当坩埚为氧化镁坩埚时，储氢合金中添加的稀土元素易于坩埚发生如下等反应。反应生成的三氧化二镧、二氧化铈等氧化物全部形成炉渣。
2la+3mgo→3mg+la2o3
ce+2mgo→2mg+ceo2
综上所述，真空感应熔炼生产储氢合金时，坩埚内炉渣成分主要为生产储氢合金所含元素的氧化物。
水玻璃俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂。其化学式为r2o·nsio2，式中r2o为碱金属氧化物，n为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称为水玻璃的摩数。水玻璃理化特点：粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性。
磷酸二氢铝是热固性材料，胶结机理属于缩聚结合，受热时分解，脱水而聚合。烧结过程中磷酸二氢铝将发生如下反应：
2al(h2po4)3→al2(h2p2o7)3+3h2o
在涂覆使用时，需要将反应炉渣、耐火材料粘合剂混合并加水搅拌，水的加入量为：3～8份反应炉渣、耐火材料粘合剂，添加1份水。
耐火材料粘合剂为水玻璃或磷酸二氢铝水溶液的一种或两种混合物，具体混合比例见表1。
表1混合物配分
步骤2：将混合物涂覆于耐火材料或锭模表面，涂覆了涂层的耐火材料或锭模经过加热将水排出。
涂层中的粘合剂失去结晶水硬化后，涂层本身具备较强的机械强度和耐热度，涂层和耐火材料或锭模有较强的结合力。
涂覆了该涂层的耐火材料或锭模，放入真空感应熔炼炉中使用时，因为涂层中含有水分，会延长真空感应熔炼炉达到所需真空度的时间，为了降低对达到所需真空度时间的影响，采用以下几种方案使涂覆有涂层的耐火材料，硬化和干燥：
1.涂覆有涂层的耐火材料或锭模自然晾干，或将其加热进行烘干，烘干温度100-200℃。
2.在涂覆涂层以前将耐火材料加热至80-150℃，再将混合物涂覆与耐火材料表面，温度越高，涂层和耐火材料中的水分挥发的越快。为了进一步让涂层和耐火材料中的水分挥发干净，可以将涂覆有涂层的耐火材料再次进行加热烘干，烘干温度100-200℃。
表2涂覆涂层前后耐火材料的处理方式
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。