本发明专利技术公开了一种钒氮合金的生产方法，是将五氧化二钒磨细后，加入铁粉、碳粉、粘结剂混合均匀后制成球状物，将球状物送入卧式推板窑内，推板窑内通入氮气，并使窑内始终保持微正压，球状物在窑内进行碳化和氮化反应，碳化反应的温度为１３５０－１５００℃，反应时间２～３．５小时，氮化反应的温度为１０００－１１５０℃，反应时间０．５～１．５小时，逐渐冷却至１００℃以下出炉。采用上述技术方案后，由于不使用真空设备，可降低设备投入，并简化操作流程。由于可连续生产，生产效率可显著提高。经检测，生产的钒氮合金中含氮超过１６％、更适用于钢铁工业炼钢要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属添加剂，尤其涉及。
技术介绍
钒是高强度、低合金钢、微合金钢以及其他特殊钢必不可少的主要原料。 钒可以提高钢的强度、韧性、耐磨性及抗冲击负荷能力。多年来，钢铁行业多以FeV50投入炼钢使用，其生产成本高、杂质大，钢的质量难以达到更高的要 求，钒氮合金的问世，不仅弥补了FeV50的不足之处，进一步提高了钢的质量， 降低了钢的成本，而且钒氮合金中氮元素在炼钢中是一个有利元素，它与钢能 相互作用，通过增加钢中的氮含量，钒的强化效应得到提高。同时钒氮合金中 富含氮，比碳化钒更有利于促进富氮的碳、氮化钒的析出，从而更有效地强化 和细化晶粒，节约了钒原料，使用钒氮合金与FeV50相比可以节约钒20 40X， 这对有效利用我国有限的钒资源有着重大的战略意义。对钒氮合金的研制，国内外冶金工作者做了很多工作，比如北京科技大 学王功厚用五氧化二钒和活性碳在高温真空钼丝炉内先制取碳化钒，然后通入 氮气渗氮，得到氮化钒。美国战略矿物公司和南非的瓦米特克矿物公司及美国 专利US3745209分别用下述的不同方法制取氮化钒1. 用V203、铁粉及碳粉在真空炉内于135(TC下保温60小时后得到碳化钒， 然后将温度降至IIO(TC时通入氮气渗氮，并在氮气气氛中冷却，得到含钒78.7 %、碳10.5。％、氮7.3%的氮化钒。2. 用V205与碳粉混合压制成球后在真空炉内加热至1100—115(TC，抽真 空并通入氮气渗氮并重复这样的过程数次，最后得到含碳、氧均低于2%的氮化 钒。3. 用钒化合物在NH3或者N2和H2的混合气氛下， 一部分高温还原成氮氧 钒，再与含碳物料混合，在惰性或氮气气氛下于真空炉内高温处理，制得含碳70%的氮化钒。以上几种方法的缺点是1、需要真空系统，设备投资高，操作繁琐。2.间 歇式一炉一炉生产，生产周期长，劳动生产率低、生产成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钒氮含金的生产方法，可不使用真空系统，且 可连续生产，钒氮合金的含氮率高。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案本专利技术的目的是这样实现的 ，是将五氧化二钒 磨细后，加入铁粉、碳粉、粘结剂混合均匀后制成球状物，将球状物送入卧式 推板窑内，推板窑内通入氮气，并使窑内始终保持微正压，球状物在窑内进行碳化和氮化反应，碳化反应的温度为1350 — 150(TC，反应时间2~3.5小时，氮 化反应的温度为1000 — 115(TC，反应时间0.5-1.5小时，逐渐冷却至10(TC以下出炉。碳粉的重量为五氧化二钒重量的17%~26%;粘结剂是含2_4%的聚乙稀醇 的水溶液，粘结剂加入量为五氧化二钒与碳粉重量总和的12 — 18%，铁粉的重 量为五氧化二钒重量的1.5%~3°/。，推板窑内压力为latm+10—100pa。采用上述技术方案后，将原料从一端送入卧式推板窑内，窑内压力稍高于 大气压，窑内通入氮气作为产品渗氮和保护气体，原料在发生碳化和渗氮反应 后，最终得到钒氮合金，从推板窑另一端送出。由于不使用真空设备，可降低 设备投入，并简化操作流程。由于可连续生产，生产效率可显著提高。经检测，采用本方法生产的钒氮合金中含(重量％) 76.5—78.5%的钒、16 一18%的氮、2—4%的碳、0.2—1.0%的氧，其表现密度达到3800—4200 kg/m3。 可见其氮含量高，更适用于钢铁工业炼钢要求。具体实施例方式实施例1:将五氧化二钒2500千克、铁粉75千克、碳粉450千克混合均匀， 加入360千克粘结剂搅拌均匀，粘结剂为含3%的聚乙稀醇的水溶液，制成重量 为50克的料球，将料球放在石墨制成的料盘上，料盘放在石墨制成的推板上， 将推板顺序推入卧式推板窑内，推板窑是用钢板制成，推板窑内衬是用镁制材 料和高铝材料砌筑，推板窑通过变频感应加热。推板窑内通入氮气作为产品渗 氮和保护气体，并使窑内始终保持微正压，炉内压力为latm+10—70pa，即窑内 压稍高于大气压。从进口开始，推板窑内的温度逐渐升高，最高温度升至1400°C ， 维持一段窑长，然后温度开始下降，降至IIO(TC，再维持一段窑长，最后温度 快速下降。从推板窑进口到窑温135(TC处料球运行2.5小时，此阶段为料球的 烘干段，从窑温135(TC到140(TC再到135(rC为料球的碳化阶段，在此阶段料球 进行碳化反应，反应时间3小时40分钟，从窑温115(TC到IOO(TC阶段为渗氮 阶段，在此阶段进行氮化反应，氮化反应时间1.5小时，最后进入冷却段，料球 在窑内共运行8小时，最终得到钒氮合金，产物冷却至10(TC以下出炉，物料出 炉前冷却是在保护气体气氛下用水在设备的尾部外壳间接冷却。经检测，产品 含钒78.05%、氮16.2%、碳2,1%、 1.0%的氧，其表现密度达到3900 kg/m3。实施例2:在本实施例中，使用五氧化二钒3000千克、铁粉75千克、碳粉 600千克，含3%的聚乙稀醇的水溶液420千克，炉内压力为latm+10—80pa， 卧式推板窑最高温度为1450°C，料球在烘干段运行2小时，在碳化阶段，运行 2小时10分钟，在渗氮阶段，运行时间40分钟，料球在窑内共运行5小时。其 它条件与实施例1相同。经检测，产品含钒77.6%、氮17.1%、碳3.2%、 1.0 %的氧，其表现密度超过3900 kg/m3。实施例3:在本实施例中，使用五氧化二钒3000千克、铁粉75千克、碳粉 550千克，含4%的聚乙稀醇的水溶液500千克，炉内压力为latm+10""100pa， 卧式推板窑最高温度为1500°C，料球在烘干段运行1.5小时，在碳化阶段，运 行2小时，在渗氮阶段，运行时间50分钟，料球在窑内共运行4小时35分钟。 其它条件与实施例1相同。经检测，产品含钒77.5%、氮18.05%、碳2.8%、 0.6%的氧，其表现密度4000kg/m3。实施例4:在本实施例中，使用五氧化二钒3000千克、铁粉45千克、碳粉 600千克，含2%的聚乙稀醇的水溶液520千克，炉内压力为latm+10—90pa， 卧式推板窑最高温度为1500°C，料球在烘干段运行1.5小时，在碳化阶段，运 行3小时，在渗氮阶段，运行时间70分钟，料球在窑内共运行6小时10分钟。 其它条件与实施例l相同。实施例5:在本实施例中，使用五氧化二钒3000千克、铁粉60千克、碳粉 510千克，含2.5%的聚乙稀醇的水溶液450千克，炉内压力为latm+10—85pa， 卧式推板窑最高温度为138(TC，料球在烘干段运行2小时，在碳化阶段运行2.5 小时，在渗氮阶段，运行时间80分钟，料球在窑内共运行6小时40分钟。其 它条件与实施例l相同。实施例6:在本实施例中，使用五氧化二钒3000千克、铁粉80千克、碳粉 780千克，含4%的聚乙稀醇的水溶液480千克，炉内压力为latm+10—75pa， 卧式推板窑最高温度为138(TC，料球在烘干段运行2小时，在碳化阶段运行3 小时，在渗氮阶段，运行时间1.5小时，料球在窑内共运行7小时。其它条件与 实施例l相同。实施例7:在本实施例中，使用五氧化二钒3000千克、铁粉70千克、碳粉 750千克，含3.5%的聚乙稀醇的水溶液675千克，炉内压力为la本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钒氮合金的生产方法，其特征在于：将五氧化二钒磨细后，加入铁粉、碳粉、粘结剂混合均匀后制成球状物，将球状物送入卧式推板窑内，推板窑内通入氮气，并使窑内始终保持微正压，球状物在窑内进行碳化和氮化反应，碳化反应的温度为１３５０－１５００℃，反应时间２～３．５小时，氮化反应的温度为１０００－１１５０℃，反应时间０．５～１．５小时，逐渐冷却至１００℃以下出炉。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：仵树仁，徐其民，周钦堂，
申请(专利权)人：郸城财鑫特种金属有限责任公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]
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