[发明专利]一种复合型增密剂及采用其制备钒氮合金的方法

说明书

本发明提供了一种复合型增密剂及采用其制备钒氮合金的方法，所述的复合型增密剂包括铁、氧化亚铁、氧化铁、二氧化硅和氧化铝。所述的制备方法采用所述的复合型增密剂作原料制备钒氮合金，具体包括：将含钒化合物、碳质还原剂和复合型增密剂混合均匀后加水压制为块状物料，烧结得到所述的钒氮合金。本发明提供的复合型增密剂主要用于钒氮合金的生产工艺，通过在钒氮合金的制造过程中添加复合型增密剂一方面提高了钒氮合金的成品密度，加快反应速度，提高钒的回收率，同时降低能耗；另一方面，也部分替代了传统的钒氮合金生产工艺中所需的粘结剂。

技术领域

本发明属于钒氮合金的制备技术领域，涉及一种复合型增密剂及采用其制备钒氮合金的方法，尤其涉及一种可提高钒氮合金密度的复合型增密剂及采用其制备钒氮合金的方法。

背景技术

始于二十世纪五十年代后期的微合金化结构钢和相应的控轧工艺给钢铁工业带来革命性的发展，相继开发了系列V-N钢、Nb微合金化的低温控轧技术、钒微合金化带钢VAN80、第三代TMCP技术、V-N钢高强度厚板和厚壁H型钢等产品。近年来，由于钒氮微合金化技术明显的技术与经济优势，使得钒氮微合金在高强度钢筋、非调质钢、高强度板带、CSP产品、高强度厚板和厚壁H型钢、无缝钢管、工具钢等产品的研发生产中得到了广泛的应用。尤其是在我国的逐渐推广，钒氮合金化技术的发展也取得了明显的成效。

钒氮合金是一种重要的钒合金添加剂，将其加入钢中可提高钢的耐磨性、耐腐蚀性、韧性、强度、延展性、硬度及抗疲劳性等综合力学性能，并使钢具有良好的可焊接性能。尤其是在高强度、低合金钢、微合金钢以及其它特殊钢中，钒氮合金能有效地强化和细化晶粒，节约含钒原料，从而降低炼钢生产成本。有研究表明，钒钢中增氮后，原来处于固溶状态的钒转变成析出状态的钒，使V(CN)析出相的数量成倍增加，从而充分发挥了钒的沉淀强化作用。

国内外氮化钒的制取方法虽然有很多类，比如：碳热还原-氮化法；微波加热合成法；等离子体合成法；程序升温还原前驱体法；直接合成法；低温合成法等，但目前在工业上大规模应用的还是碳热还原-氮化法，它包括真空碳热还原—氮化两步合成法和碳热还原一步合成法。但无论是真空碳热还原—氮化两步合成工艺、还是碳热还原一步合成工艺等，都存在工艺合成技术问题或加热技术在工业应用中的不成熟，尤其是反应时间过长、生产成本高，使得工业化生产效率受到限制。

CN102277522A公开了一种生产钒氮合金的方法，包括如下步骤：a、将含钒原料、添加剂、C质还原剂和粘结剂混匀，压制成型，得到成型物料；其中，按重量配比含钒原料以钒计为60～80份，添加剂以铁计为1～2份，C质还原剂为20～40份，粘结剂为0～0.4份；所述的含钒原料以五氧化二钒主要原料，所述的添加剂选自三氧化二铁、四氧化三铁、金属铁、氧化铁中至少一种；b、成型物料干燥，然后无氧条件下于1300～1500℃下与氮化气体反应1.5～5h，冷却，得到钒氮合金；其中，所述的氮化气体包括氮气、氨气中至少一种。

CN101319282B公开了一种钒氮合金的生产方法，采用将粉末状的钒的氧化物或偏钒酸铵，碳质粉剂和粘结剂，添加密度增加剂，混合均匀后，压块、成型，在氮气气氛下连续加入外热式回转窑，在氮气保护下预烧到1000℃以下，在出料口收集经氮气保护下冷却至室温的预烧的块状产品。然后推入改进的软磁氮气氛炉窑中，加热到1000～1500℃温度，物料发生碳化和氮化反应，出炉后获得钒氮合金产品。

但综合目前已知的钒氮合金的生产方法可以看出，多数钒氮合金生产企业生产钒氮合金使用的方法是将含钒化合物、含碳化合物粉碎，加粘结剂等原料造块通过焙烧烧成产品。少数钒生产企业采用添加铁系烧结助剂作为添加剂的方法，其中铁系烧结助剂为还原铁粉、氧化铁红、四氧化三铁或氧化亚铁中的至少一种；上述配料方式相对复杂，对添加剂质量要求较高，同时钒氮合金成品密度偏低，且钒回收率较低。

发明内容