氮化釩粉料的成塊方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氮化釩粉料的成塊方法，將氮化釩粉與高釩鐵粉混勻，然后高溫?zé)?，出料后即可得到塊狀氮化釩。本方法以高釩鐵高溫熔融反應(yīng)后作為粘結(jié)劑，不僅不會(huì)不帶入新的雜質(zhì)，而且還能提高產(chǎn)品品質(zhì)。氮化釩粉料的含釩77～81%，含氮12%以上，高釩鐵本身含釩78～82%，經(jīng)高溫氮化后含氮量可達(dá)到13%以上，由此可見，混合粉料經(jīng)混合燒制后氮含量會(huì)顯著提高，且釩含量不變，從而有效地提高了產(chǎn)品品質(zhì)，由此帶來的效益可抵消燒制成本。本方法工藝簡單，加工量大：本方法僅需高釩鐵粉碎后與氮化釩粉混勻即可裝罐入窯燒制，單罐裝料量可達(dá)40kg，日產(chǎn)10噸的大型氮化釩企業(yè)產(chǎn)生的粉料也僅需日燒制15～20罐，不影響正常氮化釩的生產(chǎn)。
【專利說明】氮化釩粉料的成塊方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于釩冶金領(lǐng)域，尤其是一種氮化釩粉料的成塊方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 氮化釩粉料是在氮化釩生產(chǎn)過程中經(jīng)破碎、篩分、包裝后產(chǎn)生的不符合產(chǎn)品最小 粒度要求的粒、粉狀成品氮化釩。氮化釩粉料產(chǎn)生原因一方面是由于生球含有粉、碎料，會(huì) 在燒制后產(chǎn)生粉料；另一方面由于成品中球與球之間不可避免存在粘結(jié)現(xiàn)象，破碎后會(huì)產(chǎn) 生粉料。在目前情況下，生產(chǎn)氮化釩過程中產(chǎn)生氮化釩粉料的量較大，一般氮化釩產(chǎn)品中粉 料的比例在3?15wt%，最好指標(biāo)為2wt%左右。作為煉鋼用合金化合金，若將氮化釩粉料直 接應(yīng)用于煉鋼，會(huì)造成大量粉料隨煙塵排走，釩損失率很高。只有將粉料加工后，得到塊狀、 球狀或其他形式的氮化釩產(chǎn)品，才能保證其有效利用。
[0003] 氮化釩作為一種釩合金，具有高硬度、無延展性的特點(diǎn)，粉粒之間無法通過壓力成 型，而常規(guī)粘結(jié)劑無法在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下將粉料粘結(jié)壓球，從而造成氮化釩粉末無 法直接壓力成型為塊狀。目前有些廠家采用將氮化釩粉料按一定比例加入到氮化釩原料中 重新混料壓球的方法消耗氮化釩粉料，在一定程度上能夠起到消耗氮化釩粉料的目的，但 此方法存在許多問題：（1)增加成本：重新壓球燒制相當(dāng)于將成品進(jìn)行了二次燒制，產(chǎn)生二 次能源浪費(fèi)，同時(shí)減少了加入成品部分的產(chǎn)量；（2)影響產(chǎn)品表觀質(zhì)量，增加粉料量：粉料 與原料壓球后燒制，由于燒制中粉料與原料形成成品過程中的收縮率不同，使產(chǎn)品表面產(chǎn) 生嚴(yán)重裂紋，影響氮化釩表觀質(zhì)量，更由于大量的裂紋使得粉料量進(jìn)一步增加，造成粉料越 燒越多的惡性循環(huán)；（3)壓球設(shè)備磨損增大：氮化釩硬度及耐磨性非常高，是很多工具表面 耐磨涂層的首選材料，加入粉料壓球后，壓球機(jī)工作輥的磨損加重，嚴(yán)重影響壓球及壽命。 因此重新混料壓球的方法并不能有效的解決氮化釩粉料的問題。
[0004] 申請(qǐng)?zhí)枮?01110120993. 2的專利提供了一種用于鋼液合金化的包芯線及方法， 該方法中的芯層采用氮化釩合金、硅鈣合金和鐵系列的合金制成，其中的氮化釩合金、硅鈣 合金都是粉料，粉料粒徑< 5mm，這個(gè)粒度與氮化釩粉料的粒度較為貼合。若采用上述方法， 應(yīng)該可以有效的消耗氮化釩粉料，但該方法也有一些不足之處：（1)需要單獨(dú)的設(shè)備、場(chǎng)地 等，所需投資較大；（2)技術(shù)中對(duì)氮化釩粉料的粒度組成、粉料流動(dòng)性等要求較為嚴(yán)格，所 需加工成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低的氮化釩粉料的成塊方法，以簡單快 速的將氮化釩粉料加工成塊狀氮化釩。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：將氮化釩粉與高釩鐵粉混勻， 然后高溫?zé)?，出料后即可得到塊狀氮化釩。
[0007] 進(jìn)一步的，本發(fā)明所述氮化釩粉與高釩鐵粉的質(zhì)量比為10?20:1。
[0008] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述高釩鐵粉的粒度小于100目；所述氮化釩粉的粒度小于80目。
[0009] 優(yōu)選的，本發(fā)明所述高釩鐵粉為80釩鐵粉。
[0010] 本發(fā)明所述燒制溫度為1KKTC?1450°C，燒制時(shí)間為5?8小時(shí)。
[0011] 本發(fā)明所述氮化釩粉與高釩鐵粉的混合粉料放置在由紙質(zhì)或木質(zhì)的隔板交叉分 隔而成的方形隔間內(nèi)進(jìn)行燒制。所述方形隔間的長、寬均為30?60mm，高為10?30mm，隔 板厚度為〇· 1?2mm。
[0012] 采用回爐燒制的方法處理氮化釩粉料需解決的根本問題是如何使粉料在燒制后 粘結(jié)成塊。根據(jù)熱力學(xué)分析，反應(yīng)絕熱燃燒溫度> 1800K時(shí)，能夠保證反應(yīng)物的自蔓延反 應(yīng)；而釩與氮反應(yīng)合成釩氮化合物的絕熱燃燒溫度> 3500K，若反應(yīng)物只有氮化釩，在反應(yīng) 溫度1100?1450°C的情況下無法通過反應(yīng)放熱使其結(jié)塊。本發(fā)明采用了高釩鐵（80釩鐵） 粉作為粘結(jié)材料，由于其含釩高，在爐內(nèi)燃燒、氮化時(shí)會(huì)放出大量的熱，部分80釩鐵粉變?yōu)?熔融狀態(tài)，使氮化釩粉料重新粘結(jié)在一起。
[0013] 本發(fā)明中高釩鐵粉粒度要求小于100目，這樣在原料配比為10?20:1時(shí)，可更有 效地保證高釩鐵粉熔化后能夠?qū)⒌C粉料全部粘結(jié)成塊。本發(fā)明在氮化釩也磨碎到80 目以下時(shí)，既能保證氮化釩粉料粘結(jié)成塊，又能保證成塊后的氮化釩塊的密度。
[0014] 本發(fā)明將混合粉料放置在一個(gè)個(gè)單獨(dú)的方形隔間內(nèi)時(shí)，紙質(zhì)或木質(zhì)隔板在高溫?zé)?制時(shí)燃燒，從而在隔板位置形成縫隙空間，該空間不但有利于氮?dú)膺M(jìn)入和反應(yīng)中的滲氮，還 可防止物料間的粘結(jié)，使出爐后的產(chǎn)品為長條塊狀，易于出料及包裝。
[0015] 本發(fā)明的燒制溫度低于氮化釩的生產(chǎn)溫度，且反應(yīng)時(shí)間僅為5?8h，遠(yuǎn)低于氮化 釩生產(chǎn)所需的15?24h。
[0016] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：（1)本發(fā)明以高釩鐵高溫反應(yīng)后作為 粘結(jié)劑，不僅不會(huì)不帶入新的雜質(zhì)，而且還能提高產(chǎn)品品質(zhì)。氮化銀粉料的含銀77?81%, 含氮12%以上，高釩鐵本身含釩78?82%，經(jīng)高溫氮化后含氮量可達(dá)到13%以上，由此可見， 混合粉料經(jīng)混合燒制后氮含量會(huì)顯著提高且釩含量不變，從而有效地提高了產(chǎn)品品質(zhì)，由 此帶來的效益可抵消燒制成本。
[0017] (2)本發(fā)明工藝簡單，加工量大：本發(fā)明僅需高釩鐵粉碎后與氮化釩粉混勻即可裝 罐入窯燒制，單罐裝料量可達(dá)40kg，日產(chǎn)10噸的大型氮化釩企業(yè)產(chǎn)生的粉料也僅需日燒制 15?20罐，不影響正常氮化釩的生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0019] 圖1是本發(fā)明中隔間和隔板放置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 實(shí)施例1 :本氮化釩粉料的成塊方法采用下述工藝步驟。
[0021] 將過100目篩的80釩鐵粉與過80目篩的氮化釩粉按質(zhì)量比1:20混合均勻，然后 裝入帶隔間的料罐內(nèi)，隔間長、寬均為35_，高為25_，紙質(zhì)隔板厚度為0. 1mm ;料罐裝滿后 入氮化釩反應(yīng)爐，在1450°C溫度下保溫6小時(shí)，冷卻后出爐，即可得到塊狀氮化釩。將塊狀 氮化釩破碎，得到粒度合格的氮化釩產(chǎn)品，粒度小于10 mm的粉料為1. 3%，氮化釩產(chǎn)品主要 成分：V 77. lwt%、N 15. 53wt%、C 3. 82wt%，余量為鐵。
[0022] 所述料灌內(nèi)隔間結(jié)構(gòu)如圖1所示，在料灌1的底部用隔板2橫縱交叉，形成方形的 隔間3。
[0023] 實(shí)施例2 :本氮化釩粉料的成塊方法采用下述工藝步驟。
[0024] 將過100目篩的80釩鐵粉與過80目篩的氮化釩粉料按質(zhì)量比1:10混合均勻，然 后裝入帶隔間的料罐，隔間長為60 mm、寬為30mm，高為30mm，紙質(zhì)隔板厚度為0· 1mm ;料罐 裝滿后入氮化釩反應(yīng)爐，在1200°C溫度下保溫8小時(shí)，冷卻后出爐，即可得到塊狀氮化釩。 將塊狀氮化釩破碎，得到粒度合格的氮化釩產(chǎn)品，粒度小于l〇mm的為1. 6%，產(chǎn)品主要成分： V 77.25wt%、N 14.37wt%、C 2.53wt%，余量為鐵。
[0025] 實(shí)施例3 :本氮化釩粉料的成塊方法采用下述工藝步驟。
[0026] 將過100目篩的80釩鐵粉與過80目篩的氮化釩粉料按質(zhì)量比1:15混合均勻，然 后裝入帶隔間的料罐，隔間長為45 mm、寬為30mm，高為20mm，木質(zhì)隔板厚度為1mm ;料罐裝 滿后入氮化釩反應(yīng)爐，在1KKTC溫度下保溫5小時(shí)，冷卻后出爐，即可得到塊狀氮化釩。將 塊狀氮化釩破碎，得到粒度合格的氮化釩產(chǎn)品，粒度小于l〇mm的為〇. 9%，產(chǎn)品主要成分：V 77. 03wt%、N 14. 77wt%、C 1. 82wt%，余量為鐵。
【權(quán)利要求】
1. 一種氮化釩粉料的成塊方法，其特征在于：將氮化釩粉與高釩鐵粉混勻，然后高溫 燒制，出料后即可得到塊狀氮化釩。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化釩粉料的成塊方法，其特征在于：所述氮化釩粉與高釩 鐵粉的質(zhì)量比為10?20:1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化釩粉料的成塊方法，其特征在于：所述高釩鐵粉的粒度 小于100目。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化釩粉料的成塊方法，其特征在于：所述氮化釩粉的粒度 小于80目。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化釩粉料的成塊方法，其特征在于：所述高釩鐵粉為80釩 鐵粉。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化釩粉料的成塊方法，其特征在于：所述燒制溫度為 1100°C?1450°C，燒制時(shí)間為5?8小時(shí)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 一 6任意一項(xiàng)所述的氮化釩粉料的成塊方法，其特征在于：所述氮 化釩粉與高釩鐵粉的混合粉料放置在由紙質(zhì)或木質(zhì)的隔板交叉分隔而成的方形隔間內(nèi)進(jìn) 行燒制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氮化釩粉料的成塊方法，其特征在于：所述方形隔間的長、寬 均為30?6Ctam,高為10?3Ctam,隔板厚度為0· 1?2謹(jǐn)。
【文檔編號(hào)】C22B1/16GK104120330SQ201410353469
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】李東明, 盧永杰, 楊亞明, 朱立杰, 陳東輝, 孟旭光 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司