[发明专利]一种复合钒氮合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合钒氮合金及其制备方法，该复合钒氮合金按重量百分比包括如下组份：钒碳物料28‑32％，硅铁粉38‑42％，锌粉8‑12％，氮气16‑19％，粘结剂，复合钒氮合金的制备方法包括制备钒碳物料步骤和制备复合钒氮合金步骤；本发明中的复合钒氮合金可以摆脱对“钒”元素的高度依赖，减少资源浪费，同时加入充足的氮元素和锌元素，创造经济效益，并且具备电化学抗氧化、耐腐蚀性能，能够提高钢材机械性能。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体的说，涉及一种复合钒氮合金及其制备方法。

背景技术

目前我国冶金类的钢铁企业为了提高钢材的机械性能，在冶练中普遍使用的添加剂是“钒氮合金”和“新型钒氮微合金”；“钒氮合金”和“新型钒氮微合金”已成为高强度钢普遍采用的微合金化工艺，随着我国高强度钢需求的增加，微合金的需求量也相应增长，从微合金发展战略考虑，必须依托我国钒资源优势，开发更经济的含钒微合金。

为解决上述技术问题，市面上出现了一种新型钒氮微合金，如专利号为：CN201910675311.0，公开了一种新型钒氮微合金及其制备方法，所述新型钒氮微合金按质量份由钒化合物100份、新型生物碳还原剂24份～39份、碳酸氢铵或氯化铵1份～3份及密度强度剂0.1～份2份组成。制备方法包括将钒化合物经磨粉机研磨；将新型生物碳还原剂与研磨后的钒化合物混合，再加入密度强化剂、碳酸氢铵或氯化铵和水按一定比例混合均匀；将混合物压制成型。

本发明能够生产出新型钒氮微合金，并且该新型钒氮微合金能够作为添加剂添加至钢铁冶练过程中，用于提高钢材的机械性能，但是该类现有的产品在不同程度上存在着诸多问题，如：钒氮微合金中钒元素与氮元素的结构比例不合理，会造成钒元素的大量浪费，进而提高成本，并且该类现有的产品中过度依赖昂贵的钒元素，如此造成资源浪费和成本的提升以及环境污染等问题。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种可以摆脱对“钒”元素的高度依赖，减少资源浪费，同时加入充足的氮元素和锌元素，创造经济效益，并且具备电化学抗氧化、耐腐蚀性能，提高钢材机械性能的复合钒氮合金及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种复合钒氮合金，该复合钒氮合金按重量百分比包括如下组份：钒碳物料28-32％，硅铁粉38-42％，锌粉8-12％，氮气16-19％，粘结剂。

以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：

钒碳物料是由五氧化二钒加碳粉经中频冶炼炉中冶炼，进行还原反应，生成的钒单质和碳粉。

进一步优化：五氧化二钒与碳粉的比例为重量比例为4-7:1-3。

进一步优化：粘结剂为无机硅酸钠；硅铁粉是采用的75硅铁粉。

本发明还提供一种用于制备上述复合钒氮合金的制备方法，该制备方法具体包括制备钒碳物料步骤和制备复合钒氮合金步骤；

制备钒碳物料步骤包括：

S1、首先选取五氧化二钒和碳粉以及无机硅酸钠，其中五氧化二钒和碳粉的比例为4-7:1-3，无机硅酸钠的含量为物料总重量的1-2％；

S2、将五氧化二钒、碳粉和无机硅酸钠装入混料机中进行混合均匀后获得混合料；

S3、采用压制机将混合料进行压制，压制机的压力为15-17KPa，成型后的再制品为球状体；

S4、将步骤S2制备的再制品装入中频冶炼炉中冶炼，进行还原反应，生成钒碳物料；

S5、将步骤S4中的钒碳物料出炉后倒入冷却模具中冷却，冷却时间为大于9小时，冷却完成后得到模具物料；

S6、将步骤S5制备完成的模具物料进行粉磨成粉体，获得粉体钒碳物料。

以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：

所述制备复合钒氮合金步骤包括：