竖式中频炉连续工业化生产氮化钒

对电加热隧道窑、工业微波炉等生产氮化钒的工艺作了比较,研究了竖式中频炉连续工业化生产氮化钒技术,介绍了竖式中频炉的生产过程,生产过程中遇到的问题以及解决办法.与推板窑生产氮化钒相比,在产能相同条件下,竖式中频炉的能源、耗材等损耗更低.     

还原氮化一步法制备氮化钒

以钒页岩提钒工艺的中间产品反萃液作为钒源,在沉钒之前加入碳黑,对加碳沉钒所得的混合物进行还原氮化制备氮化钒。结果表明,碳黑与V_2O_5的质量比为0.30时,产物的氮含量达到最大值;随着反应温度的升高,产物的氮含量先迅速增加后基本稳定,选择最佳的反应温度为1 150℃,反应1.0h即可获得较高的氮含量;最佳的氮气流量和造块压力分别为300 mL/min和10kN。在最佳工艺条件下,XRD谱显示产物均由VN相组成,制得的氮化钒纯度较高,满足GB/T 20567—2006中牌号VN16的化学成分要求。     

钒氮合金生产工艺对比分析

国内钒氮合金生产发展迅速,针对企业生产主流工艺选择推板窑法还是竖式中频炉法这个问题,在文献及生产实践的基础上,对两种工艺的原理、特点和存在的问题进行了介绍,全面比较分析了其在投资、操作、能耗、维修、产能、质量等方面的异同。分析认为大规模生产宜采用推板窑法,竖式中频炉法可作为推板窑法的补充。     

使用氮化钒铁合金生产高强度钢筋的工业试验

介绍了使用氮化钒铁合金生产4批159炉高强度钢筋的工业试验结果,基本工艺为100 t氧气转炉冶炼→165 mm×165 mm方坯连铸→热连轧(Φ20～32 mm),试验中以使用钒铁或氮化钒合金化作为对照试验.结果表明:(1)使用氮化钒铁合金化成分控制稳定;(2)使用氮化钒铁合金化钒的收得率高于使用钒铁或氮化钒;(3)钢中钒含量、钒的加入量对钢材机械性能的影响规律性非常明显,所得定量经验式可用于合金成分设计参考;(4)使用氮化钒铁合金化完全可满足HRB400～500高强度钢筋的生产,有降低合金用量和合金化成本的前景.     

含氮高锰奥氏体热作模具钢析出相的研究

利用Thermo-Calc软件对含氮高锰奥氏体热作模具钢凝固过程进行了计算,利用扫描电子显微镜观察分析了退火态组织和析出相,对碳氮化钒沉淀析出行为进行定量理论计算,研究碳氮化钒在奥氏体中析出规律和碳氮化钒中C与N元素互相置换行为.结果表明:电渣锭经过830℃退火后的组织为γ-Fe+MC+M_2C,MC相几乎与奥氏体同时析出,通过扫描电镜和能谱分析可知MC为富钒的V(C,N),M_2C为富钼的合金碳化物,MC相形貌为不规则多边条状或片状,M_2C相形貌呈鱼骨状或螺旋状.在凝固过程中先析出VN,因此高温下平衡析出的碳氮化钒明显富氮;随着温度降低,C、N、V元素固溶量均逐渐降低,由于C从奥氏体中析出相对含量比N多并且C置换VN中的N元素,因此低温下平衡析出的碳氮化钒明显富碳.     

五氧化二钒制备碳氮化钒的试验研究

在实验室条件下利用五氧化二钒和碳粉制备了碳氮化钒。试验采用六种温度曲线和七种不同的配碳量以确定最佳的反应温度和配碳量。结果表明,采用温度制度5得到的样品中钒含量和氮含量都达到较高的值;随着样品中配碳量的增加,样品中的钒含量略有增加,氮含量略有降低,而残余的碳含量增加。当配碳量为29%和30%时,可获得钒含量为76%,氮含量为18%的碳氮化钒。依据V_2O_5碳还原和增氮反应机理,整个过程可分为三个阶段:V_2O_5热分解生成低价VO2阶段、VC(VN)生成阶段和氮化反应渗氮阶段。根据试验结果得到较合适的温度制度为:第一阶段采用较大的升温速度(30℃/min),第二阶段采用较小的升温速度(6.8℃/min),保温温度1 250℃,保温时间为1 h,第三阶段采用降温速度为10℃/min,降到800℃。     

铁元素在氮化钒铁中的赋存状态

采用化学分析,XRD,SEM等检测手段,对闪速燃烧工艺制备的氮化钒铁中铁元素的赋存状态进行了系统研究。实验结果表明:以FeV80为原料,高温下进行氮化反应,FeV80颗粒的钒原子氮化形成氮化钒包覆层,随着氮化反应的进行,氮化钒含量和铁含量相对增多,钒的氮化难度逐渐增大。实验产品中,铁主要以Fe形势存在,不均匀分布于氮化钒颗粒内部。     

用于非对称超级电容器的VN制备及性能研究

氮化钒即VN,具备较好的多价态和导电性这两个优点,所以其成为最新优良超级电容器材料的几率非常大,粒径小、表面积高的VN纳米晶对电化学性能具有显著的提升作用。VN材料的制备以五氧化钒(V_2O_5)粉末为原材料,以化合物粉末作为还原剂,利用熔融发泡法来完成V_2O_5发泡材料的制备,通过对不同氨解温度所制备出的VN材料进行一系列测试,以保证WN设备性能最优化目标。     

以片钒、石墨为原料制备氮化钒的试验

采用高温非真空法,以球磨片钒、石墨为原料制备氮化钒.结果表明:片钒的球磨时间对反应产物氮化钒中碳、氮的含量均有影响;片钒具有易磨的特征,经试验找出球磨片钒的最佳粒度配比为0.48(球磨15 s):0.52(球磨2 min);在球磨片钒经过还原氮化进入烧结阶段(1 490℃)以后,烧结时间对反应进程及产品成分已影响不大,烧结时间可控制在2～4h.     

配加铁粉对钒氮合金烧结过程的影响北大核心

工业生产中,配加铁粉可大大提高钒氮合金产品的密度。为满足企业改进生产工艺、提升产品质量的需求,以工业V_(2)O_(5)粉、石墨粉和铁粉原料在推板窑中生产的钒氮合金产品为对象,研究了Fe在钒氮合金中的存在形式和对其烧结过程的影响,探讨了Fe的作用机理。结果表明,钒氮合金中Fe以Fe相形式存在,不规则夹杂分布在VN基体相之间;烧结过程中,Fe相在1200℃左右转变为液相,成为碳的一个液相扩散通道,碳热还原氮化反应由固固反应转变成固液反应,导致合金烧结的快速致密化发生;配加铁粉提高了钒氮合金产品致密度和含氮量,并降低其碳含量、氧含量。     

Self-lubricating CrVN Coating Strengthened via Mul-tilayering with VN

To improve the mechanical properties of self-lubricating chromium vanadium nitride （CrVN） coatings, va- nadium nitride （VN） is combined with CrVN to form multilayered CrVN/VN coatings through an in-line magnetron sputtering system. The strengthening effect of the period thickness on the mechanical and tribological properties is studied. X-ray diffractometer, low-angle X-ray reflectivity, scanning electron microscopy, atomic force microscopy, electron probe micro-analyzer and X-ray photoelectron spectroscopy are employed to characterize the microstructures and chemical composition. Nanoindentation and ball-on-disc tribo-tester are used in characterization of the mechanical and tribological properties. The CrVN/VN multilayer coatings demonstrate good lubrication property with coefficient of friction down to 0.23. Multilayering with VN, the hardness of CrVN jumps to 27.6 GPa with period thickness of 6 nm, which has an improvement of 5.1 GPa compared with that of 22.5 GPa from rule-of-mixture.     

还原氮化五氧化二钒制备氮化钒的研究

对还原氮化制各氮化钒的过程进行了理论分析和实验探讨。结果表明，五氯化二钒还原过程中同时发生了直接还原和间接还原，在高温氮化条件下巳生成的氮化钒又转化为碳化钒。本试验条件下直接还原的开始温度为656K，氮化的开始温度为1160K，氮化钒转化为碳化钒的温度为1560K。间接还原发生的可能性与配碳系数有关，配碳系数越大，其发生的可能性越大。     

VN12合金在钒氮微合金化钢中的应用研究

本文主要介绍了在济钢２０ＭｎＳｉＶ、１６ＭｎＶ钢中,加入钒铁合金ＶＦｅ（５１．６％Ｖ）及美国钒公司提供的专利产品富氮钒合金ＶＮ１２（８０％Ｖ,１２％Ｎ）的对比试验,研究了钒、氮复合微合金化对钢的力学性能的影响,分析了采用钒铁及富氮钒合金微合金化时,钢中钒含量的差别及其经济性。     

微波碳热还原法制备氮化钒的研究和实践

利用微波高温炉常压碳热还原渗氮法制备了氮化钒，并进行了试生产。实验结果表明微波加热法可以采用V2O5为原料一步反应制得氮化钒，配碳量和温度是影响产物成分的重要因素。试生产结果表明，产品理化指标满足炼钢的要求。与传统加热方式相比，微波加热缩短了反应时间，简化了工艺，因而大幅度地降低了成本。     

一步法制备碳氮化钒的工艺优化试验

围绕开发连续、高效、低成本的一步法合成碳氮化钒的技术,在总结氮化钒生产工艺过程研究的基础上,以V₂O₅为原料,焦炭为还原剂,经过破碎、混料和压制成块、烘干后进行还原氮化过程,在高纯氮气气氛下探索了高温碳热还原一步法制备碳氮化钒的最佳生产工艺条件。通过对V₂O₅的还原过程进行热力学分析计算并利用FactSage热力学软件对其进行理论研究,采用XRD、SEM等测试方法对反应温度、反应时间、氮气流量、制样压力等影响因素进行单因素试验分析,结果表明,碳化钒的氮化反应是逐级进行的,碳氮化钒的反应过程为V₂O₅→V₂O₄→V₂O₃→VC→VCN。试验中产生的CO会改变炉内气体分压,会对碳化温度和氮化温度产生影响,因此反应过程中应严格控制体系的CO和N₂分压;反应时间和氮气流量对反应产物的钒、氮、碳含量产生不同的影响,钒含量和氮含量随着反应时间的增加和氮气流量的...     

VN合金在非调质钢中的应用

简要介绍了ＶＮ合金在Ｆ３５ＭｎＶＮ钢中应用,对钒、氮的作用和钢水增氮方法进行了研究。结果表明,为发挥钒的作用,应增加含钒非调质钢中氮的含量;加氮的最好办法是采用ＶＮ合金。     

钒氮微合金化对Si-Mn系弹簧钢热处理特性的影响

分别采用VN、Fe—V合金在实验室冶炼了不同钒含量的Si—Mn系弹簧钢，并系统研究了其淬透性、抗回火稳定性、表面脱碳敏感性和力学性能的变化情况。结果表明，本试验条件下，采用钒氮微合金化的Si—Mn系弹簧钢(0．50％C，0．06％-0．10％V，0．01％N)具有较好的淬透性和抗回火稳定性。钒含量增加，强度显著增加。钒氮微合金化对表面脱碳敏感性没有明显影响。     

VN12合金在钒氮微合金化钢中的应用研究

通过在２０ＭｎＳｉＶ、１６ＭｎＶ钢中,加入钒铁合金ＶＦｅ（５１．６％Ｖ）及美国钒公司提供的专利产品富氮钒合金ＶＮ１２（８０％Ｖ,１２％Ｎ）的对比试验,研究了钒、氮复合微合金化对钢的力学性能的影响。与使用ＦｅＶ（５１．６％Ｖ）相比,采用富氮钒合金化时,因钒用量的减少使得其技术经济性更加显著。     

The effect of Nb,V, N and Al on the creep rupture strength of 9–12 % Cr steel

The creep resistance of advanced chromium steels can be significantly increased due to precipitation of very small particles of vanadium nitride VN. The solubility and precipitation of VN, Nb(C,N) and AIN in austenite and ferrite was analysed using relevant solubility products. The calculated values of nitrogen in solid solution were used for assessment of creep rupture strength of chromium steel (mean considered chemical composition, mass contents in %: 0.18 C; 10.5 Cr; 1.0 Mo; 0.2 V; 0.07 Nb; 0.05 N; 0.01 Al). Increasing N mass contents from 0.03 to 0.07 % leads to increasing creep rupture strength in 100 000 h at 600°C of about 60 %. Lowering AI mass contents from 0.045 to 0.005 % produces higher creep rupture strength of about 30 %.