專利名稱：一種氮化釩的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是涉及生產(chǎn)氮化釩的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋼微合金化已成為高質(zhì)量鋼的重要手段，釩可以作為合金和微合金加入鋼中，對于鋼的釩微合金化，主要是靠釩的沉淀析出細化晶粒，鋼中氮的存在，進一步提高這一作用，因為析出物就是釩的碳氮化合物，鋼中直接加入氮化釩將進一步體現(xiàn)釩微合金化對性能的作用優(yōu)勢，生產(chǎn)還表明，氮化釩比加釩鐵節(jié)約釩用量，氮化釩的生產(chǎn)最早出現(xiàn)在美國聯(lián)合碳化物公司，該公司采用真空感應(yīng)爐生產(chǎn)，方法是抽真空-充氮，我國也有部分廠家采用相同方法生產(chǎn)氮化釩，但本方法由于感應(yīng)爐受線圈限制，爐子不可能做大，而且有加料出樣過程，因此過程不連續(xù)，產(chǎn)量低，我國攀鋼率先采用推板窯生產(chǎn)氮化釩，可以連續(xù)生產(chǎn)，缺點就是氣氛控制精度沒有感應(yīng)爐高，爐襯壽命不過一年，后來還相繼出現(xiàn)微波生產(chǎn)氮化釩， 豎爐生產(chǎn)氮化釩、納米氮化釩等，但由于爐子或工藝本身的缺陷，產(chǎn)量都較小，而且經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述之不足而提供一種生產(chǎn)效率高，單位耗電量低， 既可有效保證產(chǎn)品質(zhì)量，還能延長爐襯壽命的氮化釩生產(chǎn)工藝。本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)解決方案如下一種氮化釩的生產(chǎn)工藝，其主要生產(chǎn)工藝如下配料-壓球-干燥-預(yù)還原-還原-碳化-氮化-冷卻，先將80-100重量份純度為98 %以上的粉狀V2O5，20-30重量份的碳粉和30-50重量份的2% -6%的聚乙烯醇水溶液進行混合均勻；然后將混合均勻的生料在壓球機上壓球；將生球從步進鏈?zhǔn)剿淼栏G的窯頭一端送入進行干燥和預(yù)還原過程，整個過程需要3-6小時，在隧道窯的窯尾一端向窯內(nèi)送入過量的高溫CO氣體，所述隧道窯的窯尾溫度控制在700°C -800°C之間，窯頭溫度控制在400°C -500°C之間，隧道窯內(nèi)的壓力保持在 501^-1001 之間；經(jīng)過預(yù)還原的爐料直接送入推板窯，推板窯采用半密封形式，推板窯內(nèi)充入足夠的氮氣，窯內(nèi)保持微正壓501^-1501 之間，窯內(nèi)的加熱溫度控制在7000C -1550°C 之間，爐料在推板窯內(nèi)進行還原、碳化和氮化過程需要15小時-20小時，其中爐料在推板窯內(nèi)首先進行還原過程，還原過程推板窯內(nèi)溫度控制在850°C-1350°C之間，氧含量控制在 100ppm-1200ppm之間，爐料在被還原后通過氣幕隔離區(qū)再進行碳化和氮化過程，碳化過程中推板窯內(nèi)的溫度控制在1100°C -1400°C之間，氧含量控制在100ppm-800ppm之間，氮化過程中推板窯內(nèi)的溫度控制在1300°C _1550°C之間，氧含量控制在100ppm-500ppm之間；爐料在推板窯內(nèi)經(jīng)過氮化后進行冷卻過程，爐料在常壓下冷卻1-3小時，待爐料溫度低于150°C 時即可出窯。所述氣幕隔離區(qū)即是在窯膛內(nèi)設(shè)置相互間距為20厘米的石墨隔離插板，插板間充入氮氣，壓力控制在1001^-2001 之間。
所述氣幕隔離區(qū)的石墨隔離插板為三塊。本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達到的有益效果是本發(fā)明首先采用步進鏈?zhǔn)剿淼栏G對爐料進行干燥和預(yù)還原處理，再采用推板窯對爐料進行還原、碳化和氮化處理，再在精確控制各窯內(nèi)工藝的參數(shù)條件下，可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率得到了大大提高，同時也降低了單位產(chǎn)品耗電量；本發(fā)明在推板窯的窯膛內(nèi)設(shè)計了氣幕隔離區(qū)，它能很好地將爐料被還原時的氣氛與爐料被碳化和氮化時的氣氛進行有效隔離，這樣做不僅有效地保證了產(chǎn)品質(zhì)量，還能大大延長爐襯壽命，使得爐襯不變窯內(nèi)還原時的復(fù)雜氣氛所破壞。
具體實施例方式一種氮化釩的生產(chǎn)工藝，其主要生產(chǎn)工藝如下配料-壓球-干燥-預(yù)還原-還原-碳化-氮化-冷卻，先將100重量份純度為98%以上的粉狀V2O5，25重量份的碳粉和 40重量份的3%的聚乙烯醇水溶液進行混合均勻，然后將混合均勻的生料在壓球機上壓球，再將生球從步進鏈?zhǔn)剿淼栏G的窯頭一端送入進行干燥和預(yù)還原過程，整個過程需要4-5 小時，在隧道窯的窯尾一端向窯內(nèi)送入過量的高溫CO氣體，使得生球與窯內(nèi)的高溫CO氣體作逆向運動，該氣體一是用于提供熱量對生料進行干燥處理，該氣體另外還用于生料的預(yù)還原處理，所述隧道窯的窯尾溫度控制在700°C -800°C之間，窯頭溫度控制在400°C -500°C 之間，隧道窯內(nèi)的壓力保持在701^-801 之間；經(jīng)過預(yù)還原的爐料直接送入推板窯，推板窯采用半密封形式，推板窯內(nèi)充入足夠的氮氣，窯內(nèi)保持微正壓801^-1001 之間，窯內(nèi)的加熱溫度控制在900°C -1200°C之間，爐料在推板窯內(nèi)進行還原、碳化和氮化過程需要15 小時-20小時，其中爐料在推板窯內(nèi)首先進行還原過程，還原過程推板窯內(nèi)溫度控制在 9000C -1300°C之間，氧含量控制在300ppm-800ppm之間，爐料在被還原后通過氣幕隔離區(qū)再進行碳化和氮化過程，碳化過程中推板窯內(nèi)的溫度控制在1200°C -1300°C之間，氧含量控制在300ppm-600ppm之間，氮化過程中推板窯內(nèi)的溫度控制在1300°C-1550°C之間，氧含量控制在300ppm-500ppm之間，所述氣幕隔離區(qū)即是在窯膛內(nèi)設(shè)置三塊相互間距為20厘米的石墨隔離插板，插板間充入氮氣，壓力控制在1001^-2001 之間，它能很好地將爐料被還原時的氣氛與爐料被碳化和氮化時的氣氛進行有效隔離，這樣做不僅有效地保證了產(chǎn)品質(zhì)量，還能大大延長爐襯壽命，爐料在推板窯內(nèi)經(jīng)過氮化后進行冷卻過程，爐料在常壓下冷卻2小時，待爐料溫度低于150°C時即可出窯，得到氮化釩成分V 77. 56%, N 16. 46%, C 2. 86%。上述干燥預(yù)還原過程中存在以下反應(yīng)2C0+A = 2C02+Q 熱v2o5+co = v2o4+co2V205+C = V204+C0從上述反應(yīng)式中可知，本發(fā)明的工藝中在加熱的同時進一步發(fā)揮了 CO氣相間接還原的優(yōu)點，有利于后續(xù)氮化釩產(chǎn)品質(zhì)量的提高。本發(fā)明中的步進鏈?zhǔn)剿淼栏G和推板窯是在我國的江蘇省江陰長源機械有限公司直接夠買回來的。本發(fā)明附有本產(chǎn)品的《分析檢測報告》。
權(quán)利要求
1.一種氮化釩的生產(chǎn)工藝，其主要生產(chǎn)工藝如下配料-壓球-干燥-預(yù)還原-還原-碳化-氮化-冷卻，其特征在于先將80-100重量份純度為98 %以上的粉狀V2O5， 20-30重量份的碳粉和30-50重量份的2% _6 %的聚乙烯醇水溶液進行混合均勻；然后將混合均勻的生料在壓球機上壓球；將生球從步進鏈?zhǔn)剿淼栏G的窯頭一端送入進行干燥和預(yù)還原過程，整個過程需要3-6小時，在隧道窯的窯尾一端向窯內(nèi)送入過量的高溫CO氣體， 所述隧道窯的窯尾溫度控制在700°C -800°C之間，窯頭溫度控制在400°C -500°C之間，隧道窯內(nèi)的壓力保持在501^-1001 之間；經(jīng)過預(yù)還原的爐料直接送入推板窯，推板窯采用半密封形式，推板窯內(nèi)充入足夠的氮氣，窯內(nèi)保持微正壓501^-1501 之間，窯內(nèi)的加熱溫度控制在700°C -1550°C之間，爐料在推板窯內(nèi)進行還原、碳化和氮化過程需要15小時-20小時，其中爐料在推板窯內(nèi)首先進行還原過程，還原過程推板窯內(nèi)溫度控制在850°C-135(TC 之間，氧含量控制在100ppm-1200ppm之間，爐料在被還原后通過氣幕隔離區(qū)再進行碳化和氮化過程，碳化過程中推板窯內(nèi)的溫度控制在1100°C -1400°C之間，氧含量控制在 100ppm-800ppm之間，氮化過程中推板窯內(nèi)的溫度控制在1300°C -1550°C之間，氧含量控制在100ppm-500ppm之間；爐料在推板窯內(nèi)經(jīng)過氮化后進行冷卻過程，爐料在常壓下冷卻1_3 小時，待爐料溫度低于150°C時即可出窯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮化釩的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述氣幕隔離區(qū)即是在窯膛內(nèi)設(shè)置相互間距為20厘米的石墨隔離插板，插板間充入氮氣，壓力控制在 100Pa_200Pa 之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氮化釩的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述氣幕隔離區(qū)的石墨隔離插板為三塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氮化釩的生產(chǎn)工藝，其主要生產(chǎn)工藝如下配料-壓球-干燥-預(yù)還原-還原-碳化-氮化-冷卻，先將粉狀V2O5、碳粉和2％-6％的聚乙烯醇水溶液進行混合均勻；然后將混合均勻的生料在壓球機上壓球；將生球從步進鏈?zhǔn)剿淼栏G的窯頭一端送入進行干燥和預(yù)還原過程，經(jīng)過預(yù)還原的爐料直接送入推板窯進行還原、碳化和氮化過程，爐料在推板窯內(nèi)經(jīng)過氮化后進行冷卻過程，待爐料溫度低于150℃時即可出窯，本發(fā)明的優(yōu)點是可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率得到了大大提高，同時也降低了單位產(chǎn)品耗電量；不僅有效地保證了產(chǎn)品質(zhì)量，還能大大延長爐襯壽命，使得爐襯不變窯內(nèi)還原時的復(fù)雜氣氛所破壞。
文檔編號C01B21/06GK102556985SQ20101062299
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者嚴(yán)華軍, 王安仁, 魏幫華 申請人:湖北鐘祥華幫科技有限公司