[發明專利]生產氮化釩的方法

無效

• 申請號: 200910302029.4
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101538024A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 何樹云
• 申請（專利權）人: 何樹云
• 主分類號: C01B21/06
• 分類號: C01B21/06
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所
• 代理人: 武森濤

技術領域

本發明涉及生產氮化釩的方法，屬于冶金領域。

背景技術

氮化釩是一種十分重要的煉鋼添加劑，研究及實踐表明，使用氮化釩能更有效地強化和細化鋼的微觀晶粒，同時具有更有效地提高鋼的機械性能、改善鋼的可焊性、切口韌性和可煅性能等優點，并且比使用釩鐵可節約30％以上的釩用量。目前實現氮化釩產業化并將產品投入市場的主要有美國的Vametco公司和中國的攀枝花鋼鐵公司。

傳統的氮化釩制取方法是將三氧化二釩、五氧化二釩、釩酸銨等作為原料，配加還原劑，高溫下與氮氣反應生成氮化釩產品。

但三氧化二釩原料價格貴，生產成本高，而采用五氧化二釩和釩酸銨制取氮化釩過程中，首先需要進行較長時間的還原反應，導致生產時間長，并且產品質量難以得到保障，難以得到如VN16等牌號的高質量氮化釩產品。

目前，未見有以四氧化二釩為原料生產氮化釩的方法的相關報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種成本較低的生產氮化釩的方法。本發明生產氮化釩的方法包括以下步驟：

a、將原料四氧化二釩、碳質材料按重量比90～120∶20～35充分混合；

b、將混合后的原料置于密閉加熱爐中；

c、向密閉加熱爐中通入氮氣，并保持爐內微正壓；

d、加熱，升溫至1450～1550℃后保溫使原料完全反應(可根據原料的具體用量調整保溫時間，原料較多則可延長保溫時間，一般為1～2h即可)；

e、保溫結束后，將反應產物在隔絕空氣或惰性氣體保護狀態下冷卻，出爐，即得氮化釩。

其中，上述a步驟中所述的碳質材料可以為還原三氧化二釩或五氧化二釩所用的常規碳質材料，如：石墨、活性炭中至少一種。

進一步的，為了使上述a步驟中各原料都充分反應，避免原料浪費，上述a步驟中的原料四氧化二釩、碳質材料的重量比優選為100∶30。

進一步的，上述a步驟中各種原料的粒度如果過大，則難以使原料充分反應，還會延長反應時間，增加能耗。為了減少反應時間，降低能耗，使各原料充分反應，上述a步驟中各種原料的粒度優選≤0.098mm。

進一步的，為了使產品質量更高，需要純度較高的四氧化二釩，上述a步驟中所述的四氧化二釩的V含量優選為59～61.45wt％。

進一步的，上述b步驟先將混合后的原料壓制成塊狀，然后置于密閉加熱爐中。將混合后的原料壓制成塊狀，可以使原料接觸充分，有利于反應，且產品是塊狀也方便使用。其中，上述b步驟將混合后的原料壓制成塊狀是指將混合后的原料壓制成方便使用的固定形狀，如：圓球、橢圓球、餅或方塊等形狀。

進一步的，上述混合后的原料壓制成塊狀后，將壓制好的塊狀料放入盛料容器中，然后將盛料容器置于密閉加熱爐中。

進一步的，上述盛料容器采用在還原環境下可以承受1600℃的材質制成。

進一步的，上述b步驟中的密閉加熱爐可以為常規加熱爐，如：箱式爐、豎爐、真空爐或隧道爐等。

其中，上述c步驟保持爐內微正壓是因為如果壓力過大，則會造成氮氣浪費并增加加熱能耗，如果壓力過小，則氮氣反應不充分，獲反應時間增加降低效率，如果負壓，空氣可能進入就不能得到合格產品。進一步的，上述c步驟中所述的爐內微正壓壓力優選為50～80mmH₂O。

本發明方法的有益效果是：

1、提供了一種新型氧化釩即四氧化二釩作為原料生產氮化釩的方法，為本領域氮化釩的生產提供了一種新的選擇。

2、本發明方法反應時間較短，有利于提高生產效率。

3、本發明方法可以根據設備功能進行間斷式或連續式生產，適應性好。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步的說明。

實施例1用本發明方法生產氮化釩

將四氧化二釩粉體(∑V＝59.5％，∑V即為釩的質量百分含量)100g、石墨粉體28g充分混合作為生產的原料，將混合均勻的原料粉體壓制成圓球形，將壓制好的圓球形原料塊放入到敞開的石墨坩堝中，然后將坩堝放入密閉箱式爐中，向爐中通入氮氣，保持爐內微正壓(50mmH₂O)，同時，電爐進行升溫，當溫度達到1450℃后，保持該溫度1h使物料充分反應后，停止加熱，繼續通入氮氣，使爐內坩堝中的生成物冷卻，當冷卻到100℃，將反應物出爐，得到氮化釩產品。

得到的氮化釩產品∑V＝77.86％；N＝13.98％，為VN12產品。

實施例2用本發明方法生產氮化釩