一種采用偏釩酸銨生產(chǎn)釩氮合金的方法及其設備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用偏釩酸銨生產(chǎn)釩氮合金的方法及其設備，方法是利用偏釩酸銨作原料直接采用氮氣保護推板窯生產(chǎn)釩氮合金產(chǎn)品，用氮氣保護推板窯直接生產(chǎn)釩氮合金產(chǎn)品工藝更簡單，設備包括研磨機，所述研磨機依次與輪碾式混合攪拌機、液壓壓球機和石墨坩堝相連，所述石墨坩堝通過送料機與推板式烘干窯相連，石墨坩堝由送料機送入推板式烘干窯內(nèi)，所述推板式烘干窯與推板窯相連；本發(fā)明的優(yōu)點在于：中間反映設備投入少，反應溫度低，節(jié)約能源，降低了生產(chǎn)成本，可以連續(xù)生產(chǎn)，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】
一種采用偏釩酸銨生產(chǎn)釩氮合金的方法及其設備
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種釩氮合金生產(chǎn)工藝技術與方法，具體地說是一種采用偏釩酸銨生產(chǎn)釩氮合金產(chǎn)品的系統(tǒng)，屬于釩氮合金生產(chǎn)設備領域?！颈尘凹夹g】
[0002]釩是高強度、低合金鋼、微合金鋼以及其他特殊鋼必不可少的主要原料。釩可以提高鋼的強度、韌性、耐磨性及抗沖擊負荷能力。多年來，鋼鐵行業(yè)多以FeV50投入煉鋼使用， 其生產(chǎn)成本高、雜質(zhì)大，鋼的質(zhì)量難以達到更高的要求。釩氮合金的問世，不僅彌補了釩鐵 FeV的不足之處，進一步提高了鋼的性能和質(zhì)量，降低了鋼的產(chǎn)成本，而且釩氮合金中氮元素在煉鋼中是一個有利元素，它與鋼能相互作用，通過增加鋼中的氮含量，釩的強化效應得到提高。同時，釩氮合金中富含氮，比碳化釩更有利于促進富氮的碳、氮化釩的析出，從而更有效地強化和細化晶粒，節(jié)約了銀原料，使用銀氮合金與銀鐵FeV相比可以節(jié)約f凡20-40%， 這對有效利用我國有限的釩資源有著重大的戰(zhàn)略意義。但是，目前傳統(tǒng)的釩氮合金生產(chǎn)系統(tǒng)構成復雜，中間反映設備投入大，反應溫度高，能源消耗量大，生產(chǎn)成本高。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明設計了一種采用偏釩酸銨生產(chǎn)釩氮合金的方法及其設備，中間反映設備投入少，反應溫度低，節(jié)約能源，降低了生產(chǎn)成本，可以連續(xù)生產(chǎn)，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術方案為:一種采用偏釩酸銨生產(chǎn)釩氮合金的方法，包括以下步驟:(1)首先將偏釩酸銨由研磨機研磨至180目以上，然后將物料按偏釩酸銨、石墨、鐵粉重量比為1: 0.30: 0.10的配比加入到混合攪拌機中，進行攪拌混勻至40min ;(2)再向步驟(1)的混合攪拌機中添加重重量的3%硫酸銨、5%聚乙烯醇粘合劑、8.5% 水，均勻攪拌30min，攪拌后將物料輸入液壓壓球機，利用液壓壓球機壓制成35X 35mm橢圓形球體，再裝入石墨坩堝，由送料機送入推板式烘干窯內(nèi)，推板式烘干窯內(nèi)加熱溫度至 200?250°C，進行150min烘干至物料含水分為0.05-0.10% ;(3 )然后送入推板窯內(nèi)，推板窯內(nèi)設定起始溫度為450 °C，氮氣壓力設定為+5?lOMPa。 此時，一氧化碳及堿性氧化物通過窯體上端口設置的氣體排放口處的燃燒器，在空氣的作用下一氧化碳燃燒完成后，通過排風機從排氣管排出。為使偏釩酸銨分解釋放出的廢氣能順利排出，在排氣管處設有強制排風機。在保證窯內(nèi)微正壓的情況下，反應一開始就通入每分鐘約為流量2.5m3/min的氮氣。此時，物料開始碳化反應，碳化反應時間為270min，隨后將溫度逐漸升至800?1450°C，使物料逐漸進行氮化反應，氮化反應時間為210min，然后通過急速降溫措施，待物料冷卻至70°C以下，即可出窯。
[0005]—種用水上述采用偏釩酸銨生產(chǎn)釩氮合金方法的設備，包括研磨機，所述研磨機依次與輪碾式混合攪拌機、液壓壓球機和石墨坩堝相連，所述石墨坩堝通過送料機與推板式烘干窯相連，石墨坩堝由送料機送入推板式烘干窯內(nèi)，所述推板式烘干窯與推板窯相連。
[0006]進一步地，所述研磨機為偏釩酸銨物料研磨機，研磨粒度在180目以上。
[0007]進一步地，所述液壓壓球機為lOMPa液壓機。
[0008]進一步地，所述推板式烘干窯內(nèi)的加熱溫度穩(wěn)定為200?250°C。
[0009]進一步地，所述推板窯的窯體上端口設置有氣體排放口，所述氣體排放口處設有燃燒器，用于一氧化碳及堿性氧化物的充分燃燒，在空氣的作用下一氧化碳燃燒完全。
[0010]更進一步地，所述氣體排放口通過排風機與排氣管相連，充分燃燒后的氣體由排氣管排出。
[0011]進一步地，所述推板窯內(nèi)設定起始溫度為450°C，氮氣壓力設定為5?lOMPa。
[0012]進一步地，所述推板窯內(nèi)通入每分鐘流量為2.5m3/min的氮氣。
[0013]工作時，采用本發(fā)明設備產(chǎn)出的釩氮合金產(chǎn)品可以達到V=80、N=18、C=4.2、 Si=0.036、P=0.017、S=0.023、Ai=0.012、密度為 3.62 ?4.21g/cm3。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:(1)設備工藝流程簡單，生產(chǎn)能力大，設備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定；(2)能充分利用能源，微正壓操做，密閉性好，無粉塵、煙氣等外逸；(3 )焙燒分解迅速，可連續(xù)自動化生產(chǎn)。
[0015]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例的設備連接示意圖。【具體實施方式】
[0017]以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]實施例1一種采用偏釩酸銨生產(chǎn)釩氮合金的方法，包括以下步驟:(1)首先將含量大于99%的高純偏釩酸銨由研磨機研磨至180目以上，然后將物料按偏釩酸銨、石墨、鐵粉重量比為1: 0.30: 0.10的配比加入到混合攪拌機中，進行攪拌混勻至 40min ;(2)再向步驟(1)的混合攪拌機中添加重重量的3%硫酸銨、5%聚乙烯醇粘合劑、8.5% 水，均勻攪拌30min，攪拌后將物料輸入液壓壓球機，利用液壓壓球機壓制成35X 35mm橢圓形球體，再裝入石墨坩堝，由送料機送入推板式烘干窯內(nèi)，推板式烘干窯內(nèi)加熱溫度至 200?250°C，進行150min烘干至物料含水分為0.07%左右；(3)然后送入推板窯內(nèi)，推板窯內(nèi)設定起始溫度為450°C，氮氣壓力設定為+5?lOMPa。 此時，一氧化碳及堿性氧化物通過窯體上端口設置的氣體排放口處的燃燒器，在空氣的作用下一氧化碳燃燒完成后，通過排風機從排氣管排出。為使偏釩酸銨分解釋放出的廢氣能順利排出，在排氣管處設有強制排風機。在保證窯內(nèi)微正壓的情況下，反應一開始就通入每分鐘約為流量2.5m3/min的氮氣。此時，物料開始碳化反應，碳化反應時間為270min，隨后將溫度逐漸升至800?1450°C，使物料逐漸進行氮化反應，氮化反應時間為210min，然后通過急速降溫措施，待物料冷卻至70°C以下，即可出窯。
[0019]實施例2如圖1所示，一種采用偏釩酸銨生產(chǎn)釩氮合金的方法及其設備，包括研磨機1，所述研磨機1依次與輪碾式混合攪拌機2、液壓壓球機3和石墨坩堝4相連，所述石墨坩堝4通過送料機5與推板式烘干窯6相連，石墨坩堝4由送料機5送入推板式烘干窯6內(nèi)，所述推板式烘干窯6與推板窯7相連。所述研磨機1為偏釩酸銨物料研磨機，研磨粒度在180目以上；所述推板式烘干窯6內(nèi)的加熱溫度穩(wěn)定為200?250°C;所述推板窯7內(nèi)設定起始溫度為450°C，氮氣壓力設定為5?lOMPa ;所述推板窯7內(nèi)通入每分鐘流量為2.5m3/min的氮氣；所述混合攪拌機為輪碾式混合攪拌機。所述推板窯7的窯體上端口設置有氣體排放口 8,所述氣體排放口 8處設有燃燒器9,用于一氧化碳及堿性氧化物的充分燃燒，在空氣的作用下一氧化碳燃燒完全，所述氣體排放口 8通過排風機與排氣管相連，充分燃燒后的氣體由排氣管排出。
[0020]工作時，首先將含量大于99%的高純偏釩酸銨由研磨機研磨至180目以上，然后將物料按偏釩酸銨、石墨、鐵粉重量比為1: 0.30: 0.10的配比加入到輪碾式混合攪拌機中，進行攪拌混勻至40min，再向輪碾式混合攪拌機中添加入質(zhì)量分數(shù)3%的硫酸銨、5%的聚乙烯醇粘合劑、8.5%的水均勻攪拌30min，攪拌后將物料加入到液壓壓球機，利用lOMPa液壓壓球機壓制成35X35mm橢圓形球體，再裝入石墨坩堝，由送料機送入推板式烘干窯內(nèi)； 為保證釩混合物料在低溫過程中釩的流失，在12m電加熱推板式烘干窯內(nèi)加溫至180? 250°C，進行150min烘干至物料含水分為0.07%左右，然后送入推板窯內(nèi)，推板窯內(nèi)設定起始溫度為450°C，氮氣壓力設定為+5?lOMPa。此時，一氧化碳及堿性氧化物通過窯體上端口設置的氣體排放口處的燃燒器，在空氣的作用下一氧化碳燃燒完成后，通過排風機從排氣管排出。為使偏釩酸銨分解釋放出的廢氣能順利排出，在排氣管處設有強制排風機。在保證窯內(nèi)微正壓的情況下，反應一開始就通入每分鐘約為流量2.5m3/min含量99.999%的氮氣。此時，物料開始碳化反應，碳化反應時間為270min，隨后將溫度逐漸升至800?1450°C， 使物料逐漸進行氮化反應，氮化反應時間為210min，然后通過急速降溫措施，待物料冷卻至 70°C以下出窯。
[0021]采用本發(fā)明產(chǎn)出的釩氮合金產(chǎn)品可以達到V=80、N=18、C=4.2、Si=0.036、P=0.017、 S=0.023、Ai=0.012、密度為 3.62 ?4.21g/cm3。
[0022]另外，上述設備均屬于現(xiàn)有技術，故不多述。
【主權項】
1.一種采用偏釩酸銨生產(chǎn)釩氮合金的方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)首先將偏釩酸銨由研磨機研磨至180目以上，然后將物料按偏釩酸銨、石墨、鐵粉 重量比為1: 0.30: 0.10的配比加入到混合攪拌機中，進行攪拌混勻至40min ;(2)再向步驟(1)的混合攪拌機中添加重重量的3%硫酸銨、5%聚乙烯醇粘合劑、8.5% 水，均勻攪拌30min，攪拌后將物料輸入液壓壓球機，利用液壓壓球機壓制成35X 35mm橢 圓形球體，再裝入石墨坩堝，由送料機送入推板式烘干窯內(nèi)，推板式烘干窯內(nèi)加熱溫度至 200?250°C，進行150min烘干至物料含水分為0.05-0.10% ;(3 )然后送入推板窯內(nèi)，推板窯內(nèi)設定起始溫度為450°C，氮氣壓力設定為+5?lOMPa， 通入每分鐘約為流量2.5m3/min的氮氣，進行碳化反應，碳化反應時間為270min，隨后將溫 度逐漸升至800?1450°C，使物料逐漸進行氮化反應，氮化反應時間為210min，然后降溫， 待物料冷卻至70 °C以下，即可出窯。2.—種用于如權利要求1所述的一種采用偏釩酸銨生產(chǎn)釩氮合金方法的設備，其特征 在于:包括研磨機，所述研磨機依次與輪碾式混合攪拌機、液壓壓球機和石墨坩堝相連，所 述石墨坩堝通過送料機與推板式烘干窯相連，石墨坩堝由送料機送入推板式烘干窯內(nèi)，所 述推板式烘干窯與推板窯相連。3.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于:所述研磨機為偏釩酸銨物料研磨機，研磨 粒度在180目以上。4.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于:所述推板式烘干窯內(nèi)的加熱溫度穩(wěn)定為 200 ?250。。。5.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于:所述推板窯內(nèi)設定起始溫度為450°C，氮 氣壓力設定為5?lOMPa。6.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于:所述推板窯內(nèi)通入每分鐘流量為2.5m3/ min的氮氣。7.根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于:所述推板窯的窯體上端口設置有氣體排 放口，所述氣體排放口處設有燃燒器。8.根據(jù)權利要求7所述的設備，其特征在于:所述氣體排放口通過排風機與排氣管相連。
【文檔編號】C22C1/05GK105986140SQ201510047431
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月30日
【發(fā)明人】陳志君, 苗淑芳, 苗軍, 王四紅, 周濟翠
【申請人】新疆眾豪釩業(yè)科技有限公司