一种钒氮合金添加剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种f凡氮合金添加剂及其制备方法,属于特殊合金制造等新材料领域。
【背景技术】
[0002]钒氮合金能显著提高和改善钢材的耐磨性、耐腐性、韧性、强度、延展性以及抗热疲劳性等综合机械能性和焊接性能，能极大的降低炼钢成本，但它的制造成本相对较高，生产工艺路线较复杂、周期长、能耗高、设备规模大，常规的添加剂，效果不太理想。
[0003]1988年王功厚等人使用的添加剂:活性炭和铁粉粘结剂与V2O5压块成型，先进行碳热还原1673K和1.333Pa真空下先还原生成VC，随后通入氮气在PM_101325Pa下渗氮得VN0
[0004]攀钢、孙朝辉等人使用V2O3为原料，使用的添加剂:石墨粉、粘结剂压制成型加入推板窑中还原氮化得到VN，专利CN101603132B，钢研总院刘浏等人使用的添加剂碳粉、氧化铁粉、聚乙烯醇水溶液与V205压制成球，在中频感应竖炉内1000-1700°C制得VN。
[0005]美国专利US3334992:采用的添加剂碳粉、树脂和铁粉，混合再与主原料V2O5压制成型，置入炉中1385°C和22.7Pa真空下进行碳还原再渗氮得VN。
[0006]美国专利US45620574040814:采用添加剂:碳质还原剂和粘结剂和V2O3混合制球在高温真空设备中制备VC再经还原渗氮制得VN。
[0007]以上几种添加剂，生产效率低、效果不太理想、成本高、耗能高而且生产步骤多(三步法)，还有环保三废问题。造成产品成分不均匀，原料成分配比不明确等问题。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题在于提供一种钒氮合金添加剂及其制备方法，该添加剂以炭素材料为原料，以环湖精为辅料，在不锈钢真空双螺旋混合搅拌并经不锈钢真空双锥干燥生产钒氮合金添加剂，且原料易得、价格便宜、同时，工艺过程稳定，无三废，适合规模生产。
[0009]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种钒氮合金添加剂，其特征在于，以炭素材料为原料并以β -环湖精为辅料，按27-28:1比例经混合搅拌均匀后进入不锈钢双锥真空干燥过程中得到钒氮合金添加剂。
[0010]本发明还涉及钒氮合金添加剂的制备方法，其具体步骤如下，
步骤1、将炭素材料经雷蒙磨(或粉碎机)进行粉碎；
步骤2、将粉碎后的炭素材料与β-环湖精按27-28:1比例置入不锈钢真空双螺旋混合搅拌机中混合均匀搅拌1-3小时；
步骤3、将步骤2中混合后的物质投入不锈钢双锥真空干燥机中，并控制温度在55-75°C，时间在3-5小时后得到该产品；
步骤4、其次，进入包装系统，进行包装。通过该方法生产出来的产品具有节能环保型钒氮合金的添加剂。
[0011]作为优选实例，所述步骤I中的炭素材料为C含量> 95-99%之间。
[0012]作为优选实例，所述步骤I中的粉碎细度在200-320目之间。
[0013]作为优选实例，所述的环湖精为粉状，细度在180-220目之间。
[0014]研究发现本工艺所采用的原辅料的粒度范围和含量范围最有利钒氮合金添加剂的形成而能生产出节能环保的钒氮合金。
[0015]本发明的有益效果是:本发明的钒氮合金添加剂，它可以迅速促使V2O5与氮元素成为钒氮合金，其主要体现在:
1)用本发明钒氮合金添加剂所生产的钒氮合金，生产过程中节能降耗，能节省大量的能源(和另的还原剂相比节省三分之二的能耗);
2)有效地解决钒氮合金生产过程中的三废问题；
3)节省大量的时间(与另工艺相比节省2/3的时间)、节省投资(是原工艺的1/10)；
4)制备方法简单，条件温和便于工业化生产。
【具体实施方式】
[0016]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0017]实施例1、
将96.5kg炭素材料(C含量> 95%)投入到雷蒙磨(或粉碎机)中，开动机器粉碎细度200目过200目筛子与3.5kg β-环湖精(粉末状，过180目筛子)投入到不锈钢真空双螺旋混合搅拌机中，开动搅拌机搅拌(I小时)取样观察，均匀后投入到不锈钢双锥真空干燥机中，开动机器调节控制温度60°C，控制时间3小时，然后降温到20-30°C，将物料放入真空包装箱得到99.5kg钒氮合金添加剂为黑色结晶体粉末，取样检测成份二者一致。
[0018]实施例2、
将96.5kg炭素材料(C含量> 99%)投入到雷蒙磨中，开动机器粉碎细度320目过320目筛子与3.5kg β -环湖精(粉末状，过220目筛子)投入到不锈钢真空双螺旋混合搅拌机2小时再经不锈钢双锥真空干燥机2小时控制温度70°C得钒氮合金添加剂99kg，为黑色结晶体粉末。
[0019]实施例3、
将28.4kg五氧化二钒(180目V2O5纯度> 98.01%)，与8.5kg节能环保型钒氮合金添加剂混合制球，放入密封的全自动双推板窑中在氮气氛逐步升温至1450°C，12h后得到V:77.34、N:15.61 钒氮合金 19.55kg。
[0020]实施例4、
将28.4kg五氧化二钒(180目，V2O5纯度> 99%)与8.5kg节能环保型钒氮合金添加剂混合制球放入密封的中频感应炉反应器中在氮气氛升温1500°C，3h后得到V:77.31、N:15.71的钒氮合金19.93kg。
[0021]所生产的钒氮合金，符合GB/T20567-2006标准，同时发现所生产出来的钒氮合金密度较高，达到3.5-5.5kg/cm3’这样炼钢过程中更有利，钒氮合金悬浮在钢水中间，让钢水更好吸收V和N元素，所以密度高的钒和氮合金效率就高，相对而言成本就降低。
[0022]本发明操作方便、效率高、无三废、成本低、生产安全，是钒氮合金制备过程中的节能环保缩短流程的最佳添加剂，也是一个创新。
[0023]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种钒氮合金添加剂，其特征在于，以炭素材料为原料并以β-环湖精为辅料，按27-28:1比例经混合搅拌均匀后进入不锈钢双锥真空干燥过程中得到钒氮合金添加剂。2.一种钒氮合金添加剂的制备方法，其特征在于，其具体步骤如下， a、将炭素材料经雷蒙磨(或粉碎机)进行粉碎； b、将粉碎后的炭素材料与环湖精按27-28:1比例置入不锈钢真空双螺旋混合搅拌机中混合均匀搅拌1-3小时； C、将b中混合后的物质投入不锈钢双锥真空干燥机中，并控制温度在55-75°C，时间在3-5小时后得到该产品； d、其次，进入包装系统，进行包装。3.通过该方法生产出来的产品具有节能环保型钒氮合金的添加剂。4.根据权利要求1或2所述氮合金添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤I中的炭素材料为C含量彡95-99%之间。5.根据权利要求2所述氮合金添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤a中的粉碎细度在200-320目之间。6.根据权利要求1或2所述氮合金添加剂的制备方法，其特征在于，所述的β-环湖精为粉状，细度在180-220目之间。
【专利摘要】本发明公开了一种钒氮合金添加剂及其制备方法，属于特殊合金制造等新材料领域，首先将炭素材料经雷蒙磨（或粉碎机）进行粉碎，其次将粉碎后的炭素材料与β-环湖精按27-28:1比例置入不锈钢真空双螺旋混合搅拌机中混合均匀搅拌1-3小时后再投入不锈钢双锥真空干燥机中，并控制温度在55-75℃，时间在3-5小时后得到该产品。该添加剂以炭素材料为原料，以β-环湖精为辅料，在不锈钢真空双螺旋混合搅拌并经不锈钢真空双锥干燥生产钒氮合金添加剂，且原料易得、价格便宜、同时，工艺过程稳定，无三废，适合规模生产。
【IPC分类】C22C1/10, C22C27/02
【公开号】CN105018774
【申请号】CN201410176708
【发明人】聂才淞
【申请人】安徽天港生物科技有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年4月29日