一种氮化钒硅锰合金的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种氮化钒硅锰合金的制备方法，其生产过程包括以下步骤：先将含钒化合物、含锰化合物、含硅化合物、含碳化合物分别进行研磨后过筛，将重量份为40-60份的含钒化合物粉料、5-25份的含锰化合物粉料、5-25份的含硅化合物粉末、10-30份的含碳化合物粉料、0.5-1份的促进剂、3-10份的水混合搅拌均匀得到混合物料并进行两次压球成型后，经干燥脱水处理、煅烧、氮化、恒温、冷却；出炉后的块料经过筛选得到产品。炼钢所需的钒氮合金和氮化硅锰合金的制备过程合二为一，降低生产成本，减少了钒在钢材中的加入量，钒等各种元素的回收率更高、生产过程更简单、耗能更低、设备投入成本低、效益高、使用效果更理想。
【专利说明】一种氮化钒硅锰合金的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于合金【技术领域】，涉及炼钢、微合金化的氮化钒硅锰合金的制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，大部分钢厂主要采用钒氮微合金技术生产抗震钢筋，需要同时加入钒氮合 金和氮化硅锰（增氮剂），来减少用钒量。由于钒的析出强化作用没有得到充分的发挥， 从而造成加入的钒氮合金和氮化硅锰在钢水中损耗大、钒等各种有回收价值元素的回收率 低，而钒的资源有限，使得钒氮合金的价格一直居高不下，生产成本高、社会经济效益低。
[0003] 以上传统的钒氮合金和氮化硅锰合金及其制备方法存在如下问题：其钒氮合金和 氮化硅锰合金是分别制备，炼钢时分别添加的，这样的添加方法会使得钒和氮的含量难以 达到最佳比例，钒的析出强化作用没有得到充分的发挥，从而造成加入的钒氮合金和氮化 硅锰在钢水中损耗大、钒等各种有回收价值元素的回收率低；且生产制备过程相对复杂、耗 能高、设备投入成本高、使用效果还不够理想。
【发明内容】
[0004] 为克服现有技术的不足，本发明提供一种将钒氮合金和氮化硅锰合金的制备过程 合二为一，炼钢时一次性添加，钒和氮的含量可达到最佳比例、钒的析出强化作用可以得到 充分的发挥，钒等各种有回收价值元素的回收率高、炼钢生产成本低、生产过程简单、耗能 低、设备投入成本低、效益高、使用效果更理想的氮化钒硅锰合金的制备方法。
[0005] 本发明为达到上述技术目的所采用的技术方案是：一种氮化钒硅锰合金的制备方 法，其生产过程包括以下步骤：
[0006] A、先将含钒化合物、含锰化合物、含硅化合物、含碳化合物分别采用球磨机进行研 磨后过筛，过筛目数为180-200目；得到含钒化合物粉料、含锰化合物粉料、含硅化合物粉 料、含碳化合物粉料；
[0007] B、将重量份为40-60份的含钒化合物粉料、重量份为5-25份的含锰化合物粉料、 重量份为5-25份的含硅化合物粉末、重量份为10-30份的含碳化合物粉料、重量份为0. 5-1 份的促进剂、重量份为3-10份的水混合搅拌均匀得到混合物料；
[0008] C、将B步骤得到的混合物料利用压球机进行两次压球成型，得到直径为5cm左右， 比重达到3g/cm3的球块体混合物料；
[0009] D、将球块体混合物料送入温度为150-200°c的干燥附窑中进行干燥脱水处理； [0010] E、将经干燥附窑干燥脱水处理过的块料送入主窑炉中，先经过煅烧区煅烧，煅 烧区温度控制为500-700°C ;煅烧后送入氮化区，氮化区温度控制为1150-1350°C，氮化 区充入体积百分比浓度为99. 999%的高纯氮气；然后再送入恒温区，恒温区温度控制为 1350-1600°C ;最后送入冷却区，冷却区温度控制为低于100°C ;块料从进主窑炉到出主窑炉 的总的时间控制为24-26小时，出炉后的块料经过筛选得到产品。
[0011] 所述的含钒化合物是五氧化二钒、三氧化二钒、四氧化二钒、多钒酸铵、偏钒酸铵 五种中的任何一种或它们其中任何不少于两种的混合物。
[0012] 所述的含锰化合物是硅锰、氧化锰、碳酸锰、二氧化锰四种中的任何一种或它们其 中任何不少于两种的混合物。
[0013] 所述的含硅化合物是金属硅粉末、硅铁粉末、二氧化硅粉末三种中的任何一种或 它们其中任何不少于两种的混合物。
[0014] 所述的含碳化合物是鳞片石墨粉、碳黑粉、木炭粉、石墨电极碳粉四种中的任何一 种或它们其中任何不少于两种的混合物。
[0015] 所述的粘结剂是黄糊精、聚乙烯醇、淀粉三种中的任何一种或它们其中任何不少 于两种的混合物。
[0016] 本发明的有益效果是：由于是将含钥;化合物、含猛化合物、含娃化合物、含碳化合 物等物料均匀混合成型后放入氮气保护气氛下的反应器中可一步烧结生成氮化钒硅锰合 金，炼钢所需的钒氮合金和氮化硅锰合金的制备过程合二为一，炼钢时一次性添加，可使钒 和氮的含量达到最佳比例，充分发挥钒的析出强化作用，从而减少了钒在钢材中的加入量， 降低生产成本，钒等各种有回收价值元素的回收率更高、生产过程更简单、耗能更低、设备 投入成本低、效益高、使用效果更理想。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0018] 本发明的第1种实施例，一种氮化钒硅锰合金的制备方法，其生产过程包括以下 步骤：
[0019] A、先将含钒化合物、含锰化合物、含硅化合物、含碳化合物分别采用球磨机进行研 磨后过筛，过筛目数为180-200目；得到含钒化合物粉料、含锰化合物粉料、含硅化合物粉 料、含碳化合物粉料；
[0020] B、将重量份为40份的含钒化合物粉料、重量份为5份的含锰化合物粉料、重量份 为5份的含硅化合物粉末、重量份为10份的含碳化合物粉料、重量份为0. 5份的促进剂、重 量份为3份的水混合搅拌均匀得到混合物料；
[0021] C、将B步骤得到的混合物料利用压球机进行两次压球成型，得到直径为5cm左右， 比重达到3g/cm3的球块体混合物料；
[0022] D、将球块体混合物料送入温度为150_200°C的干燥附窑中进行干燥脱水处理；
[0023] E、将经干燥附窑干燥脱水处理过的块料送入主窑炉中，先经过煅烧区煅烧，煅 烧区温度控制为500-700°C ;煅烧后送入氮化区，氮化区温度控制为1150-1350°C，氮化 区充入体积百分比浓度为99. 999%的高纯氮气；然后再送入恒温区，恒温区温度控制为 1350-1600°C ;最后送入冷却区，冷却区温度控制为低于100°C ;块料从进主窑炉到出主窑炉 的总的时间控制为24-26小时，出炉后的块料经过筛选得到产品。
[0024] 所述的含钒化合物是五氧化二钒、三氧化二钒、四氧化二钒、多钒酸铵、偏钒酸铵 五种中的任何一种或它们其中任何不少于两种的混合物。
[0025] 所述的含锰化合物是硅锰、氧化锰、碳酸锰、二氧化锰四种中的任何一种或它们其 中任何不少于两种的混合物。
[0026] 所述的含硅化合物是金属硅粉末、硅铁粉末、二氧化硅粉末三种中的任何一种或 它们其中任何不少于两种的混合物。
[0027] 所述的含碳化合物是鳞片石墨粉、碳黑粉、木炭粉、石墨电极碳粉四种中的任何一 种或它们其中任何不少于两种的混合物。
[0028] 所述的粘结剂是黄糊精、聚乙烯醇、淀粉三种中的任何一种或它们其中任何不少 于两种的混合物。
[0029] 本发明的第2种实施例，一种氮化钒硅锰合金的制备方法，其生产过程包括以下 步骤：
[0030] A、先将含钒化合物、含锰化合物、含硅化合物、含碳化合物分别采用球磨机进行研 磨后过筛，过筛目数为180-200目；得到含钒化合物粉料、含锰化合物粉料、含硅化合物粉 料、含碳化合物粉料；
[0031] B、将重量份为60份的含钒化合物粉料、重量份为25份的含锰化合物粉料、重量份 为25份的含硅化合物粉末、重量份为30份的含碳化合物粉料、重量份为1份的促进剂、重 量份为10份的水混合搅拌均匀得到混合物料；
[0032] C、将B步骤得到的混合物料利用压球机进行两次压球成型，得到直径为5cm左右， 比重达到3g/cm3的球块体混合物料；
[0033] D、将球块体混合物料送入温度为150_200°C的干燥附窑中进行干燥脱水处理；
[0034] E、将经干燥附窑干燥脱水处理过的块料送入主窑炉中，先经过煅烧区煅烧，煅 烧区温度控制为500-700°C ;煅烧后送入氮化区，氮化区温度控制为1150-1350°C，氮化 区充入体积百分比浓度为99. 999%的高纯氮气；然后再送入恒温区，恒温区温度控制为 1350-1600°C ;最后送入冷却区，冷却区温度控制为低于100°C ;块料从进主窑炉到出主窑炉 的总的时间控制为24-26小时，出炉后的块料经过筛选得到产品。
[0035] 所述的含钒化合物是五氧化二钒、三氧化二钒、四氧化二钒、多钒酸铵、偏钒酸铵 五种中的任何一种或它们其中任何不少于两种的混合物。
[0036] 所述的含锰化合物是硅锰、氧化锰、碳酸锰、二氧化锰四种中的任何一种或它们其 中任何不少于两种的混合物。
[0037] 所述的含硅化合物是金属硅粉末、硅铁粉末、二氧化硅粉末三种中的任何一种或 它们其中任何不少于两种的混合物。
[0038] 所述的含碳化合物是鳞片石墨粉、碳黑粉、木炭粉、石墨电极碳粉四种中的任何一 种或它们其中任何不少于两种的混合物。
[0039] 所述的粘结剂是黄糊精、聚乙烯醇、淀粉三种中的任何一种或它们其中任何不少 于两种的混合物。
[0040] 本发明的第3种实施例，一种氮化钒硅锰合金的制备方法，其生产过程包括以下 步骤：
[0041] A、先将含钒化合物、含锰化合物、含硅化合物、含碳化合物分别采用球磨机进行研 磨后过筛，过筛目数为180-200目；得到含钒化合物粉料、含锰化合物粉料、含硅化合物粉 料、含碳化合物粉料；
[0042] B、将重量份为50份的含钒化合物粉料、重量份为15份的含锰化合物粉料、重量份 为15份的含硅化合物粉末、重量份为20份的含碳化合物粉料、重量份为0. 75份的促进剂、 重量份为6. 5份的水混合搅拌均匀得到混合物料；
【权利要求】
1. 一种氮化钒硅锰合金的制备方法，其特征在于：其生产过程包括以下步骤： A、 先将含钒化合物、含锰化合物、含硅化合物、含碳化合物分别采用球磨机进行研磨后 过筛，过筛目数为180-200目；得到含钒化合物粉料、含锰化合物粉料、含硅化合物粉料、含 碳化合物粉料； B、 将重量份为40-60份的含钒化合物粉料、重量份为5-25份的含锰化合物粉料、重量 份为5-25份的含娃化合物粉末、重量份为10-30份的含碳化合物粉料、重量份为0. 5-1份 的促进剂、重量份为3-10份的水混合搅拌均匀得到混合物料； C、 将B步骤得到的混合物料利用压球机进行两次压球成型，得到直径为5cm左右，比重 达到3g/cm3的球块体混合物料； D、 将球块体混合物料送入温度为150-200°C的干燥附窑中进行干燥脱水处理； E、 将经干燥附窑干燥脱水处理过的块料送入主窑炉中，先经过煅烧区煅烧，煅烧区温 度控制为500-700°C;煅烧后送入氮化区，氮化区温度控制为1150-1350°C，氮化区充入体积 百分比浓度为99.999%的高纯氮气；然后再送入恒温区，恒温区温度控制为1350-16001： ; 最后送入冷却区，冷却区温度控制为低于l〇〇°C ;块料从进主窑炉到出主窑炉的总的时间控 制为24-26小时，出炉后的块料经过筛选得到产品。
2. 根据权利要求1所述的一种氮化钒硅锰合金的制备方法，其特征在于：所述的含钒 化合物是五氧化二钒、三氧化二钒、四氧化二钒、多钒酸铵、偏钒酸铵五种中的任何一种或 它们其中任何不少于两种的混合物。
3. 根据权利要求1所述的一种氮化钒硅锰合金的制备方法，其特征在于：所述的含锰 化合物是硅锰、氧化锰、碳酸锰、二氧化锰四种中的任何一种或它们其中任何不少于两种的 混合物。
4. 根据权利要求1所述的一种氮化f凡娃猛合金的制备方法，其特征在于：所述的含娃 化合物是金属娃粉末、娃铁粉末、二氧化娃粉末三种中的任何一种或它们其中任何不少于 两种的混合物。
5. 根据权利要求1所述的一种氮化钒硅锰合金的制备方法，其特征在于：所述的含碳 化合物是鳞片石墨粉、碳黑粉、木炭粉、石墨电极碳粉四种中的任何一种或它们其中任何不 少于两种的混合物。
6. 根据权利要求1所述的一种氮化钒硅锰合金的制备方法，其特征在于：所述的粘结 剂是黄糊精、聚乙烯醇、淀粉三种中的任何一种或它们其中任何不少于两种的混合物。
【文档编号】C22C30/00GK104060116SQ201410312014
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】林敦莺, 林洁静, 林苹苹 申请人:福建新航凯材料科技有限公司