[发明专利]提高钒氮合金中氮含量的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高钒氮合金中氮含量的生产方法，属于金属添加剂技术领域。

背景技术

目前，生产含钒钢铁材料时，通常使用添加含钒合金的方法来实现。为了减少钒的添加量、改善钢铁的强韧性能，含钒合金最好以钒氮合金的形式添加，因此，钢铁生产对优质钒氮合金的需求日益增加。目前,使用现有的工艺现在大部分只能制造出符合国家标准GB/T20567-2006的牌号为VN16的钒氮合金产品，很难生产出VN18钒氮合金。使用推板窑工艺，由于烧结温度高，严重收缩，晶粒变大，氮不再容易结合进去，即使碳含量低，反应很难进行，造成产品的氧含量高，氮含量达不到18％以上；使用高温高真空电阻烧结炉生产工艺，由于产品的收缩比较大，晶粒变大，氮不再容易结合进去，即使C(碳含量低)，反应很难进行，造成产品的氧含量高，氮含量也达不到18％以上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种提高钒氮合金中氮含量的生产方法，该方法工艺简单，能够采用符合国家标准的含氮量为14％～18％即牌号为VN16的钒氮合金产品生产出表观密度高，产品质量稳定，产品氮含量更高，能够达到VN18标准的钒氮合金，从而减少钢铁生产过程中的钒氮合金加入量。

本发明解决上述技术问题所采取的第一种技术方案是：一种提高钒氮合金中氮含量的生产方法，该方法的步骤如下：1)制备符合国家标准的含氮量为14％～18％的钒氮合金待用；2)将制备的钒氮合金加工成小于120目的粉末状；3)将粉末状的钒氮合金中加入水混合均匀，并压制成料块，其中粉末状的钒氮合金和水的重量份比为100份：2～10份；4)将料块投入电阻烧结炉内进行煅烧氧化，其中，炉内温度保持为400℃～600℃，炉内真空度保持在0.001MPa～0.08MPa，反应时间为1～6小时；5)在电阻烧结炉内进一步煅烧，并且炉内温度保持为1150℃～1250℃，炉内压力保持在0.01Pa～1000Pa，反应时间为2～10小时；6)给电阻烧结炉内通入氮气，进行氮化反应处理，冷却出炉后最终获得高含氮量的钒氮合金产品，其中，炉内温度保持为850℃～980℃，炉内压力保持在0.08MPa～0.2MPa内，反应时间为2～10小时。

本发明解决上述技术问题所采取的第二种技术方案是：一种提高钒氮合金中氮含量的生产方法，于该方法的步骤如下：1)制备符合国家标准的含氮量为14％～18％的钒氮合金待用；2)将制备的钒氮合金加工成小于120目的粉末状；3)将步骤2)中制备的粉末状的钒氮合金投入电阻烧结炉内，并给电阻烧结炉内通入氧气进行煅烧氧化，其中，粉末状的钒氮合金和氧气的重量份比为100份：2～10份，炉内温度保持为400℃～600℃，炉内压力保持在0.001MPa～0.08MPa，反应时间为1～6小时；4)在电阻烧结炉内进一步煅烧，并且炉内温度保持为1150℃～1250℃，炉内真空度保持在0.01Pa～1000Pa，反应时间为2～10小时；5)给电阻烧结炉内通入氮气，进行氮化反应处理，冷却出炉后最终获得高含氮量的钒氮合金产品，其中，炉内温度保持为850℃～980℃，炉内压力保持在0.08MPa～0.2MPa内，反应时间为2～10小时。

进一步，制备符合国家标准的含氮量为14％～18％的钒氮合金的方法的步骤如下：a)将粉末状的含钒化合物、碳质还原剂、粘结剂和氟化物矿化剂搅拌混合均匀后，压制成型为规则的混合料坯，其中，各组分重量份比为：含钒化合物：138～146份；碳质还原剂：43～49份；粘结剂13～20份；氟化物矿化剂1～5份；b)将得到的混合料坯投入氮气气氛保护下的耐热不锈钢容器内进行碳化反应预处理，得到预处理产品，其中，耐热不锈钢容器内碳化反应的温度为580℃～780℃，碳化反应时间为3～10小时；c)将预处理产品投入氮气气氛保护下的电阻烧结炉内进一步碳化反应处理，得到处理产品，其中，碳化反应的温度为1150℃～1550℃，炉内真空度保持在0.01Pa～1000Pa，碳化反应时间为3～20小时；d)在氮气气氛保护下的电阻烧结炉内进一步进行氮化反应处理，冷却出炉后获得符合国家标准的含氮量为14％～18％的钒氮合金产品，其中，炉内压力保持在0.08MPa～0.2MPa内，炉内氮化反应的温度为850℃～980℃，氮化反应时间为2～10小时。

进一步，所述的含钒化合物为五氧化二钒或偏钒酸铵或两者的混合物。

进一步，所述的碳质还原剂为石墨粉或碳黑粉或两者的混合物。

进一步，所述的粘结剂为糊精的水溶液或淀粉的水溶液。

进一步，所述的氟化物矿化剂为氟化钠或氟化钾。