一种采用偏钒酸铵生产钒氮合金的方法及其设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种采用偏钒酸铵生产钒氮合金的方法及其设备，方法是利用偏钒酸铵作原料直接采用氮气保护推板窑生产钒氮合金产品，用氮气保护推板窑直接生产钒氮合金产品工艺更简单，设备包括研磨机，所述研磨机依次与轮碾式混合搅拌机、液压压球机和石墨坩埚相连，所述石墨坩埚通过送料机与推板式烘干窑相连，石墨坩埚由送料机送入推板式烘干窑内，所述推板式烘干窑与推板窑相连；本发明的优点在于：中间反映设备投入少，反应温度低，节约能源，降低了生产成本，可以连续生产，适合大规模工业化生产。
【专利说明】
一种采用偏钒酸铵生产钒氮合金的方法及其设备
技术领域
[0001]本发明涉及一种钒氮合金生产工艺技术与方法，具体地说是一种采用偏钒酸铵生产钒氮合金产品的系统，属于钒氮合金生产设备领域。【背景技术】
[0002]钒是高强度、低合金钢、微合金钢以及其他特殊钢必不可少的主要原料。钒可以提高钢的强度、韧性、耐磨性及抗冲击负荷能力。多年来，钢铁行业多以FeV50投入炼钢使用， 其生产成本高、杂质大，钢的质量难以达到更高的要求。钒氮合金的问世，不仅弥补了钒铁 FeV的不足之处，进一步提高了钢的性能和质量，降低了钢的产成本，而且钒氮合金中氮元素在炼钢中是一个有利元素，它与钢能相互作用，通过增加钢中的氮含量，钒的强化效应得到提高。同时，钒氮合金中富含氮，比碳化钒更有利于促进富氮的碳、氮化钒的析出，从而更有效地强化和细化晶粒，节约了银原料，使用银氮合金与银铁FeV相比可以节约f凡20-40%， 这对有效利用我国有限的钒资源有着重大的战略意义。但是，目前传统的钒氮合金生产系统构成复杂，中间反映设备投入大，反应温度高，能源消耗量大，生产成本高。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明设计了一种采用偏钒酸铵生产钒氮合金的方法及其设备，中间反映设备投入少，反应温度低，节约能源，降低了生产成本，可以连续生产，适合大规模工业化生产。
[0004]本发明的技术方案为:一种采用偏钒酸铵生产钒氮合金的方法，包括以下步骤:(1)首先将偏钒酸铵由研磨机研磨至180目以上，然后将物料按偏钒酸铵、石墨、铁粉重量比为1: 0.30: 0.10的配比加入到混合搅拌机中，进行搅拌混匀至40min ;(2)再向步骤(1)的混合搅拌机中添加重重量的3%硫酸铵、5%聚乙烯醇粘合剂、8.5% 水，均匀搅拌30min，搅拌后将物料输入液压压球机，利用液压压球机压制成35X 35mm椭圆形球体，再装入石墨坩埚，由送料机送入推板式烘干窑内，推板式烘干窑内加热温度至 200?250°C，进行150min烘干至物料含水分为0.05-0.10% ;(3 )然后送入推板窑内，推板窑内设定起始温度为450 °C，氮气压力设定为+5?lOMPa。 此时，一氧化碳及碱性氧化物通过窑体上端口设置的气体排放口处的燃烧器，在空气的作用下一氧化碳燃烧完成后，通过排风机从排气管排出。为使偏钒酸铵分解释放出的废气能顺利排出，在排气管处设有强制排风机。在保证窑内微正压的情况下，反应一开始就通入每分钟约为流量2.5m3/min的氮气。此时，物料开始碳化反应，碳化反应时间为270min，随后将温度逐渐升至800?1450°C，使物料逐渐进行氮化反应，氮化反应时间为210min，然后通过急速降温措施，待物料冷却至70°C以下，即可出窑。
[0005]—种用水上述采用偏钒酸铵生产钒氮合金方法的设备，包括研磨机，所述研磨机依次与轮碾式混合搅拌机、液压压球机和石墨坩埚相连，所述石墨坩埚通过送料机与推板式烘干窑相连，石墨坩埚由送料机送入推板式烘干窑内，所述推板式烘干窑与推板窑相连。
[0006]进一步地，所述研磨机为偏钒酸铵物料研磨机，研磨粒度在180目以上。
[0007]进一步地，所述液压压球机为lOMPa液压机。
[0008]进一步地，所述推板式烘干窑内的加热温度稳定为200?250°C。
[0009]进一步地，所述推板窑的窑体上端口设置有气体排放口，所述气体排放口处设有燃烧器，用于一氧化碳及碱性氧化物的充分燃烧，在空气的作用下一氧化碳燃烧完全。
[0010]更进一步地，所述气体排放口通过排风机与排气管相连，充分燃烧后的气体由排气管排出。
[0011]进一步地，所述推板窑内设定起始温度为450°C，氮气压力设定为5?lOMPa。
[0012]进一步地，所述推板窑内通入每分钟流量为2.5m3/min的氮气。
[0013]工作时，采用本发明设备产出的钒氮合金产品可以达到V=80、N=18、C=4.2、 Si=0.036、P=0.017、S=0.023、Ai=0.012、密度为 3.62 ?4.21g/cm3。
[0014]本发明的优点在于:(1)设备工艺流程简单，生产能力大，设备运转稳定；(2)能充分利用能源，微正压操做，密闭性好，无粉尘、烟气等外逸；(3 )焙烧分解迅速，可连续自动化生产。
[0015]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例的设备连接示意图。【具体实施方式】
[0017]以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0018]实施例1一种采用偏钒酸铵生产钒氮合金的方法，包括以下步骤:(1)首先将含量大于99%的高纯偏钒酸铵由研磨机研磨至180目以上，然后将物料按偏钒酸铵、石墨、铁粉重量比为1: 0.30: 0.10的配比加入到混合搅拌机中，进行搅拌混匀至 40min ;(2)再向步骤(1)的混合搅拌机中添加重重量的3%硫酸铵、5%聚乙烯醇粘合剂、8.5% 水，均匀搅拌30min，搅拌后将物料输入液压压球机，利用液压压球机压制成35X 35mm椭圆形球体，再装入石墨坩埚，由送料机送入推板式烘干窑内，推板式烘干窑内加热温度至 200?250°C，进行150min烘干至物料含水分为0.07%左右；(3)然后送入推板窑内，推板窑内设定起始温度为450°C，氮气压力设定为+5?lOMPa。 此时，一氧化碳及碱性氧化物通过窑体上端口设置的气体排放口处的燃烧器，在空气的作用下一氧化碳燃烧完成后，通过排风机从排气管排出。为使偏钒酸铵分解释放出的废气能顺利排出，在排气管处设有强制排风机。在保证窑内微正压的情况下，反应一开始就通入每分钟约为流量2.5m3/min的氮气。此时，物料开始碳化反应，碳化反应时间为270min，随后将温度逐渐升至800?1450°C，使物料逐渐进行氮化反应，氮化反应时间为210min，然后通过急速降温措施，待物料冷却至70°C以下，即可出窑。
[0019]实施例2如图1所示，一种采用偏钒酸铵生产钒氮合金的方法及其设备，包括研磨机1，所述研磨机1依次与轮碾式混合搅拌机2、液压压球机3和石墨坩埚4相连，所述石墨坩埚4通过送料机5与推板式烘干窑6相连，石墨坩埚4由送料机5送入推板式烘干窑6内，所述推板式烘干窑6与推板窑7相连。所述研磨机1为偏钒酸铵物料研磨机，研磨粒度在180目以上；所述推板式烘干窑6内的加热温度稳定为200?250°C;所述推板窑7内设定起始温度为450°C，氮气压力设定为5?lOMPa ;所述推板窑7内通入每分钟流量为2.5m3/min的氮气；所述混合搅拌机为轮碾式混合搅拌机。所述推板窑7的窑体上端口设置有气体排放口 8,所述气体排放口 8处设有燃烧器9,用于一氧化碳及碱性氧化物的充分燃烧，在空气的作用下一氧化碳燃烧完全，所述气体排放口 8通过排风机与排气管相连，充分燃烧后的气体由排气管排出。
[0020]工作时，首先将含量大于99%的高纯偏钒酸铵由研磨机研磨至180目以上，然后将物料按偏钒酸铵、石墨、铁粉重量比为1: 0.30: 0.10的配比加入到轮碾式混合搅拌机中，进行搅拌混匀至40min，再向轮碾式混合搅拌机中添加入质量分数3%的硫酸铵、5%的聚乙烯醇粘合剂、8.5%的水均匀搅拌30min，搅拌后将物料加入到液压压球机，利用lOMPa液压压球机压制成35X35mm椭圆形球体，再装入石墨坩埚，由送料机送入推板式烘干窑内； 为保证钒混合物料在低温过程中钒的流失，在12m电加热推板式烘干窑内加温至180? 250°C，进行150min烘干至物料含水分为0.07%左右，然后送入推板窑内，推板窑内设定起始温度为450°C，氮气压力设定为+5?lOMPa。此时，一氧化碳及碱性氧化物通过窑体上端口设置的气体排放口处的燃烧器，在空气的作用下一氧化碳燃烧完成后，通过排风机从排气管排出。为使偏钒酸铵分解释放出的废气能顺利排出，在排气管处设有强制排风机。在保证窑内微正压的情况下，反应一开始就通入每分钟约为流量2.5m3/min含量99.999%的氮气。此时，物料开始碳化反应，碳化反应时间为270min，随后将温度逐渐升至800?1450°C， 使物料逐渐进行氮化反应，氮化反应时间为210min，然后通过急速降温措施，待物料冷却至 70°C以下出窑。
[0021]采用本发明产出的钒氮合金产品可以达到V=80、N=18、C=4.2、Si=0.036、P=0.017、 S=0.023、Ai=0.012、密度为 3.62 ?4.21g/cm3。
[0022]另外，上述设备均属于现有技术，故不多述。
【主权项】
1.一种采用偏钒酸铵生产钒氮合金的方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)首先将偏钒酸铵由研磨机研磨至180目以上，然后将物料按偏钒酸铵、石墨、铁粉 重量比为1: 0.30: 0.10的配比加入到混合搅拌机中，进行搅拌混匀至40min ;(2)再向步骤(1)的混合搅拌机中添加重重量的3%硫酸铵、5%聚乙烯醇粘合剂、8.5% 水，均匀搅拌30min，搅拌后将物料输入液压压球机，利用液压压球机压制成35X 35mm椭 圆形球体，再装入石墨坩埚，由送料机送入推板式烘干窑内，推板式烘干窑内加热温度至 200?250°C，进行150min烘干至物料含水分为0.05-0.10% ;(3 )然后送入推板窑内，推板窑内设定起始温度为450°C，氮气压力设定为+5?lOMPa， 通入每分钟约为流量2.5m3/min的氮气，进行碳化反应，碳化反应时间为270min，随后将温 度逐渐升至800?1450°C，使物料逐渐进行氮化反应，氮化反应时间为210min，然后降温， 待物料冷却至70 °C以下，即可出窑。2.—种用于如权利要求1所述的一种采用偏钒酸铵生产钒氮合金方法的设备，其特征 在于:包括研磨机，所述研磨机依次与轮碾式混合搅拌机、液压压球机和石墨坩埚相连，所 述石墨坩埚通过送料机与推板式烘干窑相连，石墨坩埚由送料机送入推板式烘干窑内，所 述推板式烘干窑与推板窑相连。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于:所述研磨机为偏钒酸铵物料研磨机，研磨 粒度在180目以上。4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于:所述推板式烘干窑内的加热温度稳定为 200 ?250。。。5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于:所述推板窑内设定起始温度为450°C，氮 气压力设定为5?lOMPa。6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于:所述推板窑内通入每分钟流量为2.5m3/ min的氮气。7.根据权利要求2所述的设备，其特征在于:所述推板窑的窑体上端口设置有气体排 放口，所述气体排放口处设有燃烧器。8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于:所述气体排放口通过排风机与排气管相连。
【文档编号】C22C1/05GK105986140SQ201510047431
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月30日
【发明人】陈志君, 苗淑芳, 苗军, 王四红, 周济翠
【申请人】新疆众豪钒业科技有限公司