[发明专利]钒氮合金制备过程中气体介质循环利用的方法

说明书

本发明公开了一种钒氮合金制备过程中气体介质循环利用的方法，包括：在第一回转窑中对钒酸铵盐加热脱氨得到热态钒氧化物1和混合气体1，干燥后送入第二回转窑进行还原氮化反应以得到氮氧化钒和混合气体2，氮氧化钒经混配料成型并干燥以获得干燥生料块，送入煅烧窑并通入干燥混合气体2和净化氮气，控制所述净化氮气的流量，进行碳热还原氮化得到钒氮合金和混合气体3，混合气体3通入第三回转窑加热还原得到热态钒氧化物2和混合气体4，热态钒氧化物2循环加入第二回转窑内，混合气体4经过碱吸收后得到净化氮气和吸收液，净化氮气循环通入所述煅烧窑。本发明实现了钒氮合金制备过程中气体介质的在线循环利用，大大提高气体介质的利用率。

技术领域

本发明涉及冶金领域，尤其涉及一种钒氮合金制备过程中气体介质循环利用的方法。

背景技术

钒氮合金是钢铁工业中最重要和应用最广泛的钒合金添加剂，钒氮合金的加入可提供钢材的综合性能。目前，钒氮合金制备方法以钒氧化物和碳质还原剂为原料在氮气气氛中进行碳热还原氮化反应制备，在此生产方法中，必须配加大量的碳质还原剂进行脱氧，反应过程中生产一氧化碳，窑内一氧化碳分压升高不利于碳热还原反应的进行，因此，生产中必须提高炉窑温度或增加氮气流量来降低窑内一氧化碳浓度，但是通入炉窑的氮气实际最终进入钒氮合金中的氮利用率仅为5％～10％，存在氮利用率低的问题。

因此，现有技术中存在对钒氮合金制备过程中气体介质循环利用的方法改进的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种钒氮合金制备过程中气体介质循环利用的方法，提出了钒氮合金制备过程中的氨气、氮气等气体介质的循环利用方法，可实现钒氮合金制备过程中气体介质的在线循环利用，大大提高气体介质的利用率。

基于上述目的，本发明实施例的提供了一种钒氮合金制备过程中气体介质循环利用的方法，包括以下步骤：

a.将钒酸铵盐加入至第一回转窑中加热脱氨得到热态钒氧化物1和混合气体1；

b.混合气体1经过干燥除水后得到干燥混合气体1；

c.将热态钒氧化物1送入第二回转窑，向第二回转窑内通入干燥混合气体1进行还原氮化反应以获得氮氧化钒和混合气体2；

d.混合气体2经过干燥除水后得到干燥混合气体2；

e.氮氧化钒经混配料成型并干燥以获得干燥生料块，将干燥生料块送入煅烧窑，并通入干燥混合气体2和净化氮气，控制净化氮气的流量，进行碳热还原氮化得到钒氮合金和混合气体3；

f.将混合气体3全部通入第三回转窑内，同时向第三回转窑内加入五氧化二钒进行加热还原得到热态钒氧化物2和混合气体4；

g.热态钒氧化物2循环加入第二回转窑内，混合气体4经过碱吸收后得到净化氮气和吸收液，净化氮气循环通入煅烧窑。

在一些实施方式中，混合气体1包括氨气、氮气、氢气和水蒸气，混合气体2包括未反应的氨气、氮气、氢气以及水蒸气，混合气体3包括一氧化碳和氮气，混合气体4包括氮气和二氧化碳。

在一些实施方式中，步骤c中，每千克热态钒氧化物2对应的干燥混合气体1的通入量为0.8～1.6m³。

在一些实施方式中，步骤a中，加热脱氨的反应温度为330～390℃，反应时间为40～70min。

在一些实施方式中，步骤b和步骤d中，干燥除水采用氧化钙吸收除水，干燥混合气体1和干燥混合气体2中的水分体积分数小于等于0.15％。

在一些实施方式中，在步骤c中，还原氮化反应包括在470℃～630℃反应40～80min，再在740℃～860℃反应50～130min。