[发明专利]标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法

说明书

本发明公开了一种标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法，属于冶金技术领域。本发明为了解决现有技术中钒氮合金的钒含量偏高，生产成本较高的技术问题，提供了一种标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法，其包括以下步骤：将50～60重量份三氧化二钒、20～30重量份鳞片石墨和0.8～2.4重量份铁系烧结助剂混合均匀后，压制成型，所得料球于400～1520℃下与氮气反应后，出炉冷却，即得。本发明方法根据原料杂质含量的差异，通过烧结助剂的配加量来稀释或者浓缩原料杂质对合金成分波动的影响，并通过适当的工艺优化，制备所得标准低限全钒含量钒氮合金的全钒含量≥77.10％且≤77.50％。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法。

背景技术

在含钒钢中增氮以便促进碳氮化钒的析出，从而更有效地提高氮碳化钒的沉淀强化和细化晶粒作用，使碳氮化物的析出范围扩大，提高微合金元素钒的有效作用，以较少的微合金元素含量就能达到同等的力学性能。在含钒钢加氮的最好办法是加入氮化钒，即钒氮合金，这种钒氮微合金技术通过充分利用廉价的氮元素，优化钒的析出，更好的发挥了细化晶粒和沉淀强化作用，可显著提高含钒钢的强度。据悉，目前中国钢铁业钒的消费强度是38gV/t钢，距欧美发达国家平均水平80gV/t钢，仍有较大差距。因此，仅钢铁业而言，中国乃至全球钒的消费仍有较大的增长空间。

然而，现阶段却鲜有标准低限全钒含量钒氮合金制备的公开研究报道。现有技术大多采用间接提高钒氮合金的氮含量来降低钒氮合金的全钒含量。例如，CN200910181086公开了一种提高钒氮合金氮含量进而间接降低钒氮合金全钒含量的方法，其向由含钒氧化物、碳化剂、催化剂、粘结剂组成的混合物中配加氮化促进剂并制成料块，对料块加热，使氮化促进剂气化或者分解产生气体，在料块中形成纵横交错的微观孔洞或通道；通过这些孔洞或通道，氮化反应中的氮进入到料块内部参与反应，使氮化反应完全，氮含量增加；该方法从钒氮合金的碳氮化机理入手，通过在配料中添加氮化促进剂，解决了加速碳化、强化氮化的难题，提高了钒氮合金的氮含量，然而仍然不能实现对钒氮合金全钒含量的精准调控。

发明内容

本发明为了解决现有技术中钒氮合金的钒含量偏高，生产成本较高的技术问题，提供了一种标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法，其包括以下步骤：

A、将50～60重量份三氧化二钒、20～30重量份鳞片石墨和0.8～2.4重量份铁系烧结助剂混合均匀后，压制成型，制成料球；

B、将步骤A所得料球于400～1520℃下与氮气反应后，出炉，冷却，得标准低限全钒含量钒氮合金。

其中，上述所述的标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法中，步骤A中，所述铁系烧结助剂的加入量与三氧化二钒中杂质含量之和占三氧化二钒、鳞片石墨和铁系烧结助剂总质量的2.5～4.0％。

其中，上述所述的标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法中，步骤A中，所述铁系烧结助剂为铁粉、三氧化二铁、四氧化三铁中的至少一种。

优选的，上述所述的标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法中，步骤A中，所述铁系烧结助剂为三氧化二铁与铁粉按重量比1：1混合而成的混合物。

其中，上述所述的标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法中，步骤A中，所述三氧化二钒的杂质含量为0.8％～2.4％。

其中，上述所述的标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法中，步骤A中，所述三氧化二钒的全钒含量为63～68wt％。

其中，上述所述的标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法中，步骤A中，所述鳞片石墨的固定碳含量≥98％，挥发分含量≤1％。

其中，上述所述的标准低限全钒含量钒氮合金的生产方法中，步骤A中，所述三氧化二钒的粒度为-140目。