一种氮化钒铁的制备方法技术

本发明专利技术涉及钒冶金技术领域，特别涉及一种制备氮化钒铁的方法，其包括以下步骤：A：将含钒化合物、固体还原剂、还原铁粉均匀混合成型；B：步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的反应器中，于1300-1600℃高温下反应6-10小时；C：步骤B所得产物转移出冷却，温度＜120℃时得氮化钒铁产品。本发明专利技术提供一种制备氮化钒铁的方法，其工艺简单易行，可操作性强，节能降耗，投资较少，能大幅提高钒氮合金产品的生产能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钒冶金
，特别涉及一种制备氮化钒铁的方法。
技术介绍
氮化钒铁是一种新兴的钒元素添加剂产品，是继钒氮合金产品后的又一种高效的钒元素添加剂，氮化钒铁通过细化品粒和沉淀强化作用，大幅度提高钢的强度和改善钢的韧性等综合特性加入氮化钒铁的钢筋具有成本低、性能稳定、强度波动小、冷弯、焊接性能优良、基本无时效等特点。氮化钒铁还广泛应用于薄板坯高强度带钢、非调质钢、高强度管线钢等产品中。氮化钒铁相对于钒氮合金来讲有一定的优势，吸收率更 加稳定，生产耗能更低，可控性高，可根据配方调节得到稳定的化学成分，可得到与钢铁冶炼契合度更高的密度，提高氮化钒铁在钢铁冶炼时的扩散速度和氮的吸收系数，可根据客户要求任意调整化学成分。1964年美国战略矿物公司在我国申请专利，专利号为US3334992其公布了一种生产氮化钒铁的方法，三氧化二钒与单质碳铵摩尔比3 2进行配料，加入其它粘接剂成型压块、干燥处理，放入真空炉中加热到1385°C，保温60小时得淡化铁，然后将温度降之1100°C通入氮气，再保温6小时。其缺点是生产工序复杂，生产效率低。2010年CN101824556提出了“采用自蔓延高温合成工艺生产氮化钒铁的方法”，其工艺为将原料钒铁在磨料设备内破碎，然后干燥放于坩埚内，将坩埚置于高压合成器内并入6-12Mpa的氮气，最后点火燃料加热进行合成反应，燃烧合成的淡化钒铁在氮气中冷却破碎成块。当前氮化钒铁的生产工艺流程为烧制成片钒一熔炼一粉碎一自蔓延式反应——破碎——不规则形状氮化钒铁。其缺点钒铁是钒氧化合物与还原剂造渣剂通过熔炼制得的，炼制完成钒的收得率一般在90%-95%，第二步为使用钒铁破碎后在反应器中自蔓延生产制取氮化钒铁，其生产工艺过程决定了产品中的杂质含量较高，生产过程中用燃料进行燃烧加热，易造成污染，得到的产品不规则，需要进行破碎处理。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种制备氮化钒铁的方法，其工艺简单易行，可操作性强，节能降耗，投资较少，能大幅提高钒氮合金产品的生产能力。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为，其包括以下步骤 A :将含钒化合物、固体还原剂、还原铁粉均匀混合成型； B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的反应器中，于1300-1600 °C高温下反应6_10小时； C 步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。作为本专利技术的一种优选方式，所述含钒化合物、固体还原剂、还原铁粉的摩尔比I :4.5n,n^ 2，所述含钒化合物为偏钒酸铵、多钒酸铵、五氧化二钒的一种或几种。作为本专利技术的一种优选方式，所述含钒化合物、固体还原剂、还原铁粉的摩尔比1:3. 5 n, n ^ 2,所述含I凡化合物为三氧化二钥；。作为本专利技术的一种优选方式，述所述固体还原剂为碳质粉末、石墨粉、碳黑中的一种或几种。作为本专利技术的一种优选方式，所述反应器是回转窑、辊道窑、隧道窑中的一种。作为本专利技术的一种优选方式，所述加热温度为1400-1500°C，反应时间7. 5-8. 5小时。作为本专利技术的一种优选方式，所述加热方式为炉内电加热。本专利技术原料要求低，可直接使用粉状5氧钒、3氧钒、偏钒、多钒等，生产钒铁只能 用片钒，其他原料必须先生产成片钒。本专利技术钒回收率高，可于连续性窑体进行生产，原技术只可进行间断性生产。本专利技术可节省其他辅助原料，除主要原料以外，无其他消耗。本专利技术产能源为电能，环保清洁，安全方便。本专利技术得到的产品形状规则，无需破碎，只需将产品颗粒分离。本专利技术反应器既可选用常用回转窑，也可选用隧道窑，还可以选用辊道窑等。本专利技术工艺流程成型——焙烧——规则形状的氮化钒铁产品，工艺流程简单，使氮化钒铁能够从钒氧化合物一步法生成，可大幅度节省生产能源消耗及人力物力。具体实施例方式实施例I ，其包括以下步骤 A :将偏钒酸铵、碳质粉末、还原铁粉按摩尔比I :4. 5 2均匀混合成型； B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的回转窑中，炉内电加热于1300 1高温下反应10小时； C 步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。实施例2 ，其包括以下步骤 A :将多钒酸铵、石墨粉、还原铁粉按摩尔比I :4. 5 :1. 5均匀混合成型； B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的辊道窑中，炉内电加热于1400 1高温下反应9小时； C 步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。实施例3 ，其包括以下步骤 A :将五氧化二钒、碳黑、还原铁粉按摩尔比I :4. 5 :1均匀混合成型； B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的隧道窑中，炉内电加热于1500 1高温下反应8小时； C 步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。实施例4 ，其包括以下步骤 A :将偏钒酸铵和五氧化二钒、碳黑和还原铁粉按摩尔比I :4. 5 :1均匀混合成型；B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的隧道窑中，炉内电加热于1600 1高温下反应6小时； C 步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。实施例5 ，其包括以下步骤 A :将偏钒酸铵、碳质粉末和碳黑、还原铁粉按摩尔比I :4. 5 :1. 5均匀混合成型； B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的回转窑中，炉内电加热于1450 1高温下反应7. 5小时； C 步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。·实施例6 ，其包括以下步骤 A :将三氧化二钒、碳质粉末和碳黑、还原铁粉按摩尔比I :3. 5 2均匀混合成型； B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的回转窑中，炉内电加热于1300 1高温下反应10小时； C 步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。实施例7 ，其包括以下步骤 A :将三氧化二钒、碳质粉末和碳黑、还原铁粉按摩尔比I :3. 5 :1. 5均匀混合成型； B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的回转窑中，炉内电加热于1400 1高温下反应9小时； C 步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。实施例8 ，其包括以下步骤 A :将三氧化二钒、石墨粉、还原铁粉按摩尔比I :3. 5 :1均匀混合成型； B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的辊道窑中，炉内电加热于1500 1高温下反应8小时； C 步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。实施例9 ，其包括以下步骤 A :将三氧化二钒、石墨粉、还原铁粉按摩尔比I :3. 5 :1. 5均匀混合成型； B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的辊道窑中，炉内电加热于1600 1高温下反应6小时； C 步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。实施例10 ，其包括以下步骤 A :将三氧化二钒、石墨粉、还原铁粉按摩尔比I :3. 5 :0. 5均匀混合成型； B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的辊道窑中，炉内电加热于1450 1高温下反应7. 5小时； C 步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化钒铁的制备方法，其特征在于包括以下步骤：A：将含钒化合物、固体还原剂、还原铁粉均匀混合成型；B：步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的反应器中，于1300?1600?℃高温下反应6?10小时；C：步骤B所得产物移出冷却，温度＜120℃时得氮化钒铁产品。

【技术特征摘要】
1.一种氮化钒铁的制备方法，其特征在于包括以下步骤 A :将含钒化合物、固体还原剂、还原铁粉均匀混合成型； B :步骤A所得物料放入氮气保护气氛下的反应器中，于1300-1600 °C高温下反应6_10小时； C :步骤B所得产物移出冷却，温度< 120°C时得氮化钒铁产品。2.根据权利要求I所述的氮化钒铁的制备方法，其特征在于所述含钒化合物、固体还原剂、还原铁粉的摩尔比I :4. 5 :n，n< 2，所述含钒化合物为偏钒酸铵、多钒酸铵、五氧化二钒的一种或几种。3.根据权利要求I所述的氮化钒铁的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭官存，张晶晶，韩菲，郭官云，
申请(专利权)人：河南昱千鑫金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：