一種氮化合金及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氮化合金及其制備方法，所述的氮化合金包含質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的Si?8.94~11.85%、Fe?7.82~8.21%、Mn?58.86~61.22%、C?0.77~1.45%、O?1.04~2.43%、N?16.75~18.02%。所述制備方法包括前處理、制備步驟，具體包括：將原料硅錳和錳鐵合金分別進(jìn)行研磨，混合均勻，用粘結(jié)劑粘結(jié)成直徑0.5~1.5cm的球體，置入電熱爐后進(jìn)行密封，抽出爐子中的空氣，鼓入脫氧處理的氮?dú)?，通電加熱電熱爐，爐中溫度升溫達(dá)到1140~1160℃時保溫5~7小時開始降溫，降溫到750~850℃時保溫2~4小時后冷卻得到目標(biāo)物。本發(fā)明提供了一種將硅錳和錳鐵合金按一定比例混合后用電熱爐加熱兩段式保溫處理生產(chǎn)氮化合金的方法，實(shí)現(xiàn)了氮化合金成功制取，其合金中的氮含量能夠滿足鋼鐵冶煉的需要，且與傳統(tǒng)的氮化工藝相比，加工時間短，生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。
【專利說明】一種氮化合金及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料科學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氮化合金及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氮化合金是在鋼鐵冶煉過程中使用很廣泛的一種合金，在當(dāng)今的鋼鐵生產(chǎn)中，為了提高鋼材的強(qiáng)度，需要在煉鋼的過程中加入鈮鐵或釩鐵等合金通過微合金化來達(dá)到這種效果。為了充分發(fā)揮鈮、釩的微合金強(qiáng)化作用，一般都需要在煉鋼時加入適量的氮化合金，與微合金元素鈮、釩形成強(qiáng)的碳氮化物，提高微合金元素的析出強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化作用，因此在鋼鐵冶煉中，氮化合金的使用是非常廣泛的。在近年來鋼鐵行業(yè)形勢不景氣的情況下，鋼材的生產(chǎn)成本壓力很大；氮化合金的價格成為制約鋼鐵冶煉成本的一個重要因素，因此是否能夠開發(fā)出高質(zhì)量的能夠滿足鋼鐵冶煉所需的氮化合金，成為能夠使鋼鐵冶煉成本下降的一個關(guān)鍵點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的第一目的在于提供一種氮化合金；第二目的在于提供所述氮化合金的制備方法。
[0004]本發(fā)明的第一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包含質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的Si 8.9m.85%, Fe
7.82~8.21%、Mn 58.86~61.22%、C 0.77~1.45%、0 1.04~2.43%、N 16.75~18.02%。
[0005]本發(fā)明的第二目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括前處理、制備步驟，具體包括:
A、前處理:將原料硅錳和錳鐵合金分別進(jìn)行研磨，混合均勻，用粘結(jié)劑粘結(jié)成直徑
0.5^1.5cm 的球體；
B、制備:將前處理后的原料球體置入電熱爐后進(jìn)行密封，抽出爐子中的空氣，鼓入脫氧處理的氮?dú)?，通電加熱電熱爐，爐中溫度升溫達(dá)到114(T116(TC時保溫5~7小時開始降溫，降溫到75(T850°C時保溫2~4小時后冷卻得到目標(biāo)物。
[0006]本發(fā)明提供了一種將硅錳和錳鐵合金按一定比例混合后用電熱爐加熱兩段式保溫處理生產(chǎn)氮化合金的方法，實(shí)現(xiàn)了氮化合金成功制取，其合金中的氮含量能夠滿足鋼鐵冶煉的需要，且與傳統(tǒng)的氮化工藝相比，加工時間短，生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。本發(fā)明將錳鐵和硅錳合金粉碎之后按比例混合，粘接成球后放入電熱爐，然后抽空電熱爐中空氣，可以最大程度的避免加熱過程中混合合金的氧化；然后往爐中通入經(jīng)過脫氧后氮?dú)?，維持氮?dú)獾膲毫υ?.7-2.0個大氣壓之間，爐中氮?dú)獾臐舛雀?能夠加快反應(yīng)的速度,縮短加熱反應(yīng)的時間，節(jié)約用電的成本；此方法處理后合金，氮含量較高，成本較低，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著；本發(fā)明生產(chǎn)的氮化合金成分能夠很好的滿足煉鋼過程中生產(chǎn)的需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0009]本發(fā)明所述的氮化合金包含質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的Si 8.94~11.85%、Fe 7.82~8.21%、Mn58.86~61.22%、C 0.77~1.45%、0 1.04~2.43%、N 16.75~18.02%。
[0010]本發(fā)明所述的氮化合金的制備方法，包括前處理、制備步驟，具體包括:
A、前處理:將原料硅錳和錳鐵合金分別進(jìn)行研磨，混合均勻，用粘結(jié)劑粘結(jié)成直徑
0.5^1.5cm 的球體；
B、制備:將前處理后的原料球體置入電熱爐后進(jìn)行密封，抽出爐子中的空氣，鼓入脫氧處理的氮?dú)?，通電加熱電熱爐，爐中溫度升溫達(dá)到114(T116(TC時保溫5~7小時開始降溫，降溫到75(T850°C時保溫2~4小時后冷卻得到目標(biāo)物。
[0011]A步驟所述原料硅錳和錳鐵合金的質(zhì)量比例為2~5:5~7。
[0012]A步驟所述的研磨的粒徑為0.5~1mm。
[0013]A步驟所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇。
[0014]B步驟所述的電熱爐的額定功率為2~3KW、額定溫度為120(Tl40(TC。
[0015]B步驟所述的氮?dú)饬繛榫S持壓力在1.Tl個大氣壓。
[0016]B步驟所述的升溫的速率為8~10°C /min。
[0017]B步驟所述的降溫的速率為3~5°C /min。
[0018]B步驟制備過程中的氮?dú)鈮毫σ恢本S持在1.Tl個大氣壓。
[0019]本發(fā)明提供了一種將錳鐵和硅錳合金按一定比例混合后，經(jīng)過電熱爐兩段式保溫處理生產(chǎn)氮化合金的方法，經(jīng)過下列工藝步驟制備:
A、工藝準(zhǔn)備:將硅錳和錳鐵合金分別研磨成直徑在0.5-lmm的顆粒，然后以SiMn:MnFe=4:6的質(zhì)量比例混合均勻，再用聚乙烯醇粘接成直徑Icm的球體，放入額定功率為2.5千瓦、額定溫度為1300°C電熱爐后進(jìn)行密封，然后將爐子中的空氣抽出，然后向電熱爐中鼓入經(jīng)過脫氧處理的氮?dú)猓S持氮?dú)獾膲毫υ?.7-2.0個大氣壓。
[0020]B、溫度控制:通電開始加熱電熱爐，爐中溫度達(dá)到1140-1160°C開始進(jìn)行保溫，在1140-1160°C下保溫6個小時后開始降溫，降溫到800°C，然后在800°C下保溫3個小時，然后斷電降溫。整個過程中一直維持爐中氮?dú)獾膲毫υ?.7-2.0個大氣壓之間。
[0021]C、取出氮化后的合金:合金冷卻到室溫后取樣分析。B步驟總共保溫時間大約在9個小時左右，即獲得化學(xué)成分如下的氮化合金:
S1:8.94-11.85wt%,、Fe:7.82-8.21wt%、Mn:58.86-61.22wt%、C:0.77-1.45wt%、0:
1.04-2.43wt%、N:16.75-18.02wt%。
[0022]本發(fā)明所用氮?dú)庀冉?jīng)過脫氧處理，盡量降低氮?dú)庵械难鹾俊?br> [0023]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:將錳鐵和硅錳合金粉碎之后按比例混合，粘接成球后放入電熱爐，然后抽空電熱爐中空氣，可以最大程度的避免加熱過程中混合合金的氧化；然后往爐中通入經(jīng)過脫氧后氮?dú)?，維持氮?dú)獾膲毫υ?.7-2.0個大氣壓之間，爐中氮?dú)獾臐舛雀?，能夠加快反?yīng)的速度，縮短加熱反應(yīng)的時間，節(jié)約用電的成本；此方法處理后合金，氮含量較高，成本較低，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著；本發(fā)明生產(chǎn)的氮化合金成分能夠很好的滿足煉鋼過程中生產(chǎn)的需要。[0024]實(shí)施例1
A、工藝準(zhǔn)備:將硅錳和錳鐵合金分別研磨成直徑在0.5-lmm的顆粒，然后以SiMn:MnFe=4:6的質(zhì)量比例混合均勻，再用聚乙烯醇粘接成直徑Icm的球體，放入電熱爐后進(jìn)行密封，然后將爐子中的空氣抽出，然后向電熱爐中鼓入經(jīng)過脫氧處理的氮?dú)猓S持氮?dú)獾膲毫υ?.7個大氣壓。
[0025]B、溫度控制:通電開始加熱電熱爐，爐中溫度達(dá)到1150°C開始進(jìn)行保溫，在1150°C下保溫6個小時后開始降溫，降溫到800°C，然后在800°C下保溫3個小時，然后斷電降溫。整個過程中一直維持爐中氮?dú)獾膲毫υ?.7個大氣壓。
[0026]C、合金冷卻到室溫后取樣分析。B步驟總共保溫時間大約在9個小時左右，即獲得化學(xué)成分如下的氮化合金:
S1:11.64wt%,、Fe:8.21wt%、Mn:58.86wt%、C:1.73wt%、0:1.48wt%、N:17.51wt%。
[0027]實(shí)施例2
A、工藝準(zhǔn)備:將硅錳和錳鐵合金分別研磨成直徑在0.5-lmm的顆粒，然后以SiMn:MnFe=4:6的質(zhì)量比例混合均勻，再用聚乙烯醇粘接成直徑Icm的球體，放入電熱爐后進(jìn)行密封，然后將爐子中的空氣抽出，然后向電熱爐中鼓入經(jīng)過脫氧處理的氮?dú)?，維持氮?dú)獾膲毫υ?.0個大氣壓。
[0028]B、溫度控制:通電開始加熱電熱爐，爐中溫度達(dá)到1160°C開始進(jìn)行保溫，在1160°C下保溫6個小時后開始降溫，降溫到800°C，然后在800°C下保溫3個小時，然后斷電降溫。整個過程中一直維持爐中氮?dú)獾膲毫υ?.0個大氣壓。
[0029]C、合金冷卻到室溫后取樣分析。B步驟總共保溫時間大約在9個小時左右，即獲得化學(xué)成分如下的氮化合金:`
S1:8.94wt%,、Fe:7.82wt`%、Mn:60.95wt%、C:0.77wt%、0:2.43wt%、N:18.02wt%。
[0030]實(shí)施例3
A、工藝準(zhǔn)備:將硅錳和錳鐵合金分別研磨成直徑在0.5-lmm的顆粒，然后以SiMn:MnFe=4:6的質(zhì)量比例混合均勻，再用聚乙烯醇粘接成直徑Icm的球體，放入電熱爐后進(jìn)行密封，然后將爐子中的空氣抽出，然后向電熱爐中鼓入經(jīng)過脫氧處理的氮?dú)?，維持氮?dú)獾膲毫υ?.8個大氣壓。
[0031]B、溫度控制:通電開始加熱電熱爐，爐中溫度達(dá)到1140°C開始進(jìn)行保溫，在1140°C下保溫6個小時后開始降溫，降溫到800°C，然后在800°C下保溫3個小時，然后斷電降溫。整個過程中一直維持爐中氮?dú)獾膲毫υ?.8個大氣壓。
[0032]C、合金冷卻到室溫后取樣分析。B步驟總共保溫時間大約在9個小時左右，即獲得化學(xué)成分如下的氮化合金:
S1:9.85 wt%,、Fe:8.13 wt%、Mn:61.22 wt%、C:1.45 wt%、0: 1.04wt%、N:16.75 wt%。
【權(quán)利要求】
1.一種氮化合金，其特征在于所述氮化合金包含質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的Si 8.9ril.85%、Fe7.82~8.21%、Mn 58.86~61.22%、C 0.77~1.45%、O 1.04~2.43%、N 16.75~18.02%。
2.—種權(quán)利要求1所述的氮化合金的制備方法，其特征在于包括前處理、制備步驟，具體包括: A、前處理:將原料硅錳和錳鐵合金分別進(jìn)行研磨，混合均勻，用粘結(jié)劑粘結(jié)成直徑0.5^1.5cm 的球體； B、制備:將前處理后的原料球體置入電熱爐后進(jìn)行密封，抽出爐子中的空氣，鼓入脫氧處理的氮?dú)猓娂訜犭姛釥t，爐中溫度升溫達(dá)到114(T116(TC時保溫5~7小時開始降溫，降溫到75(T850°C時保溫2~4小時后冷卻得到目標(biāo)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化合金的制備方法，其特征在于A步驟所述原料硅錳和錳鐵合金的質(zhì)量比例為2~5:5~7。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化合金的制備方法，其特征在于A步驟所述的研磨的粒徑為 0.5~Imm0
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化合金的制備方法，其特征在于A步驟所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化合金的制備方法，其特征在于B步驟所述的電熱爐的額定功率為2~3KW、額定溫度為120(Tl400°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化合金的制備方法，其特征在于B步驟所述的氮?dú)饬繛榫S持壓力在1.7~2個大氣壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化合金的制備方法，其特征在于B步驟所述的升溫的速率為 8~10。。/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化合金的制備方法，其特征在于B步驟所述的降溫的速率為 3~5°C /min o
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮化合金的制備方法，其特征在于B步驟制備過程中的氮?dú)鈮毫σ恢本S持在L Tl個大氣壓。
【文檔編號】C22B4/06GK103667766SQ201310676593
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】褚立新, 趙衛(wèi)東, 章祝雄, 韓東辰, 李云峰 申請人:武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司