用五氧化二釩制備氮化釩的基礎(chǔ)研究.pdf

1、氮化釩(或稱釩氮合金)是一種新型高效的鋼鐵合金添加劑,屬冶金行業(yè)的高科技產(chǎn)品,已為廣大的鋼鐵企業(yè)及用戶所接受。雖然我國(guó)在氮化釩的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用上起步都較晚,但因豐富的釩資源和鋼鐵生產(chǎn)的快速發(fā)展,目前氮化釩已作為生產(chǎn)微合金鋼最重要的合金添加劑之一。
　　 本文在充分文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,以五氧化二釩為原料,炭黑作還原劑,采用內(nèi)配碳?jí)簤K非真空還原、氮化方法開(kāi)展氮化釩制備的基礎(chǔ)研究,為氮化釩制備技術(shù)的不斷完善和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高提供技術(shù)支撐。

2、
　　 論文首先研究了五氧化二釩碳熱還原過(guò)程的反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)。利用熱力學(xué)計(jì)算探討了不同價(jià)態(tài)釩氧化物被碳還原的難易程度,即V2O5最易還原,其次是V2O4和V2O3,最難還原的是VO;碳還原V2O3時(shí),優(yōu)先生成VC而不是VO和金屬V;釩氧化物不能與氮?dú)膺M(jìn)行直接氮化反應(yīng),必須先還原生成VC再進(jìn)行氮化生成VN;當(dāng)溫度高于1271℃時(shí),氮化生成的VN會(huì)轉(zhuǎn)化成VC。通過(guò)差熱與熱重分析可知,V2O5在673℃左右熔化,反應(yīng)物接觸面積增大

3、,反應(yīng)速度加快;隨著溫度升高還原速率逐漸增大,在1200℃左右達(dá)到最大;在低溫條件下,N2與Ar一樣只充當(dāng)了保護(hù)性氣氛和降低CO分壓;在高溫下還原氮化同時(shí)進(jìn)行,還原氮化速率在1200℃～1250℃達(dá)到最大。
　　 預(yù)還原程度受還原時(shí)間和溫度的影響,在650℃～700℃預(yù)還原2～4h,V2O5已全部轉(zhuǎn)變?yōu)楦呷埸c(diǎn)的低價(jià)態(tài)釩氧化物,而且實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中V2O5在700℃左右揮發(fā)并不大,所以預(yù)還原階段應(yīng)選擇在650～700℃保溫。采用N2