钒铁合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种钒铁合金及其制备方法，属于钒铁合金生产技术领域。采用碳热法制备钒铁合金，一方面有效降低了钒铁合金中的Al含量，且使得钒铁合金的产品密度达到5.0g/cm3以上，适合在生产轧辊用钢材中添加使用。另一方面，多批次制备的钒铁合金中的C含量、O含量维持稳定，有利于生产轧辊用钢材的C含量和O含量的控制。制。

【技术实现步骤摘要】
钒铁合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于钒铁合金生产
，特别涉及一种钒铁合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]钒铁是钒和铁组成的铁合金，主要在炼钢中用作合金添加剂，高钒钒铁还用作有色合金的添加剂。目前，钒铁合金的生产工艺主要包括铝热法、硅热法及碳热法，一般情况下，采用铝热法生产的钒铁合金，其Al含量一般为0.5％
‑
2.5％。然而，当生产的钢材用于轧辊时，要求所添加的钒铁合金中的Al含量≤0.5％，而且要求Al含量越低越好。采用铝热法生产的钒铁合金显然很难满足上述要求。
[0003]一个有效的降低铝含量的方法是：采用碳热法生产钒铁合金。例如，公开号为CN110964962A的中国专利技术专利公开了一种50钒铁的制备方法及利用其制得的50钒铁，将含钒原料、含碳原料和含铁原料混合均匀，混合原料被放入充满保护气体的推板窑中进行碳热固相还原，得到50钒铁。所得到的50钒铁包括48
‑
55％的V和0.1
‑
5％的C，余量为铁。然而，采用上述方法制备的钒铁合金，虽然Al含量、C含量能够满足轧辊用钢材的使用要求，但是产品密度较低，在加入钢水中后，容易漂浮而被氧化，致使金属收得率降低。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供一种钒铁合金的制备方法，以解决现有技术中存在的采用碳热法制备的钒铁合金产品密度较低的技术问题。
[0005]本专利技术还提供一种钒铁合金，其产品密度≥5.0g/cm3，在加入钢水中后，不会漂浮在钢水表面，因此氧化少，金属收得率高。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]一种钒铁合金，所述钒铁合金中的Al含量≤0.1wt％，且所述钒铁合金的密度≥5.0g/cm3。
[0008]优选地，所述钒铁合金中的C含量为2.3
±
0.1wt％。
[0009]优选地，所述钒铁合金中的O含量为1
±
0.05wt％。
[0010]一种如上所述的钒铁合金的制备方法，包括以下步骤：
[0011]将钒源、铁源、第一碳源按照重量比为1:(0.4
‑
0.50):(0.10
‑
0.30)进行配料，得到混合物料；
[0012]将混合物料在8MPa
‑
15 MPa的压强下，压球成型，制备反应物料；
[0013]将第二碳源和反应物料交替堆放，形成反应堆；
[0014]将反应堆放置于密闭环境中，升温至1500℃
‑
1550℃，进行还原反应；
[0015]反应结束后，得到所述钒铁合金。
[0016]优选地，所述反应堆包括至少一个从外向内依次设置的反应单元，所述反应单元的外层为第二碳源层，内层为反应物料层。
[0017]优选地，所述第二碳源层与所述反应物料层的厚度比为1:(1
‑
2)。
[0018]优选地，步骤“将反应堆放置于密闭环境中，升温至1500℃
‑
1550℃，进行还原反应”中，还原反应压力为0
‑
0.02MPa。
[0019]优选地，所述第一碳源为石墨粉。
[0020]优选地，所述第二碳源中的固定碳含量≥80％。
[0021]优选地，步骤“将反应堆放置于密闭环境中，升温至1500℃
‑
1550℃，进行还原反应”中还原反应时间为20h
‑
50h。
[0022]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0023]本专利技术提供一种钒铁合金，其Al含量≤0.1wt％，产品密度≥5.0g/cm3，适合在生产轧辊用钢材中添加使用，且在加入钢水中后，不会漂浮在钢水表面，因此氧化少，金属收得率高。
[0024]本专利技术还提供一种钒铁合金的制备方法，采用碳热法制备钒铁合金，一方面有效降低了钒铁合金中的Al含量，且使得钒铁合金的产品密度达到5.0g/cm3以上，适合在生产轧辊用钢材中添加使用。另一方面，多批次制备的钒铁合金中的C含量、O含量维持稳定，有利于生产轧辊用钢材的C含量和O含量的控制。
附图说明
[0025]图1为一实施例中原料反应堆的结构示意图(剖面图)。
[0026]图2为一实施例中原料反应堆的结构示意图(横截面图)。
[0027]图中：石墨坩埚100、筒体200、第二碳源层310、反应物料层320。
具体实施方式
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术的技术方案做进一步描述，本专利技术不仅限于以下具体实施方式。
[0029]需要理解的是，实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件。在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0030]一具体实施方式中，本专利技术提供了一种钒铁合金，所述钒铁合金中的Al含量≤0.1wt％，且所述钒铁合金的密度≥5.0g/cm3。
[0031]上述钒铁合金，由于其具有低的Al含量，适合在生产轧辊用钢材中作为添加剂使用。同时，由于其具有高的产品密度，在加入钢水中后，不会漂浮在钢水表面，因此氧化少，金属收得率高。
[0032]作为优选，所述钒铁合金中的C含量为2.3
±
0.1wt％。
[0033]作为优选，所述钒铁合金中的O含量为1
±
0.05wt％。
[0034]上述钒铁合金，由于其具有稳定的C含量和O含量，所以有利于在生产轧辊用钢材时，控制钢材中的C含量和O含量。
[0035]在本专利技术的又一个具体实施方式中，提供一种可行的如上所述的钒铁合金的制备方法，包括以下步骤：
[0036]S01.将钒源、铁源、第一碳源按照重量比为1:(0.4
‑
0.50):(0.10
‑
0.30)进行配料，得到混合物料。
[0037]作为优选，钒源为V2O5，铁源为Fe3O4，第一碳源为石墨粉。在其中一个优选实施例中，钒源、铁源和第一碳源的重量比为1:0.5:0.15。
[0038]需要说明的时，采用上述配比生产的钒铁合金中的钒含量约为60％，即生产的钒铁合金产品为FeV
‑
60。本领域人员可以理解的是，可通过调整钒源、铁源和第一碳源的重量比，生产不同规格的钒铁合金产品。
[0039]S02.将混合物料在8MPa
‑
15 MPa本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钒铁合金，其特征在于，所述钒铁合金中的Al含量≤0.1wt％，且所述钒铁合金的密度≥5.0g/cm3。2.如权利要求1所述的钒铁合金，其特征在于，所述钒铁合金中的C含量为2.3
±
0.1wt％。3.如权利要求1或2所述的钒铁合金，其特征在于，所述钒铁合金中的O含量为1
±
0.05wt％。4.一种如权利要求1
‑
3中任意一项所述的钒铁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将钒源、铁源、第一碳源按照重量比为1:(0.4
‑
0.50):(0.10
‑
0.30)进行配料，得到混合物料；将混合物料在8MPa
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15 MPa的压强下，压球成型，制备反应物料；将第二碳源和反应物料交替堆放，形成反应堆；将反应堆放置于密闭环境中，升温至1500℃
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1550℃，进行还原反应；反应结束后，得到所述钒铁合金。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，何志敏，王强，彭俊，倪航星，
申请(专利权)人：中色宁夏东方集团有限公司，
类型：发明
国别省市：