CN102312145A - 钒铬铁合金及其生产方法 - Google Patents

钒铬铁合金及其生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102312145A
CN102312145A CN201010223018XA CN201010223018A CN102312145A CN 102312145 A CN102312145 A CN 102312145A CN 201010223018X A CN201010223018X A CN 201010223018XA CN 201010223018 A CN201010223018 A CN 201010223018A CN 102312145 A CN102312145 A CN 102312145A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chromium
vanadium
granularity
powder
ferro
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201010223018XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102312145B (zh
Inventor
方民宪
冯向琴
陈冬丽
张雪峰
彭再立
吴生华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panzhihua University
Original Assignee
Panzhihua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panzhihua University filed Critical Panzhihua University
Priority to CN201010223018XA priority Critical patent/CN102312145B/zh
Priority to PCT/CN2010/077527 priority patent/WO2012003669A1/zh
Priority to JP2013518931A priority patent/JP5770843B2/ja
Publication of CN102312145A publication Critical patent/CN102312145A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102312145B publication Critical patent/CN102312145B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/045—Alloys based on refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
    • C01B3/001—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
    • C01B3/0031—Intermetallic compounds; Metal alloys; Treatment thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明涉及钒铬铁合金及其生产方法，属于冶金领域。本发明所解决的技术问题是提供了一种生产成本较低的钒铬铁合金，其可以作为制取钒基储氢合金的基础材料。本发明钒铬铁合金由下述重量配比的组分组成：58.53～71.21wt％的V、24.76～36.49wt％的Cr、5.02～8.27wt％的Fe，余量为不可避免的杂质。本发明钒铬铁合金，不需要采用纯铬和纯钒为原料进行生产，生产成本相对较低，可以满足产业化生产的需要。本发明为钒铬铁合金的生产提供了一种新的方法，具有广阔的应用前景。

Description

钒铬铁合金及其生产方法
技术领域
本发明涉及钒铬铁合金及其生产方法，属于冶金领域。
背景技术
目前全球石油资源日益枯竭，能源危机在本世纪已经成为全球关注的焦点而现在所使用的传统化石燃料带来的环境污染和温室效应问题，又迫使人类需要寻找新的无污染、可再生的能源替代品。清洁且燃烧值高的氢的利用是解决能源和环境污染问题，进而发展低碳经济的一个有效的途径。氢能的利用是各发达国家竞相研发的重点项目，高效、安全地储氢是氢利用的关键技术之一，而固态储氢是解决这一问题切实可行的方法。利用储氢合金的性质，可以将各种不稳定的自然能(如风能、潮汐能)转化为氢能储存起来，使用时，又可很方便的转化为化学能或电能。钒基储氢合金作为储氢介质，具有储氢量大、循环寿命长、活化性能好的特点，有望用于氢汽车和氢燃料电池中，这对于国家和地区的发展而言，具有很强的战略意义和很高的经济价值。
钒基储氢合金的主要成分是V和Cr，目前的制取主要还是在实验室内，用金属V、金属Cr配加Fe、Ti等在真空炉内高真空和高温下合成钒基储氢合金。由于金属V和金属Cr的市场价格很高，故这种方法只适应于实验室内作基础理论研究，如用于产业化生产，则有原料成本太高的困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产成本较低的钒铬铁合金，其可以作为制取钒基储氢合金的基础材料。
本发明钒铬铁合金由下述重量配比的组分组成：58.53～71.21wt％的V、24.76～36.49wt％的Cr、5.02～8.27wt％的Fe，余量为不可避免的杂质。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种生产钒铬铁合金的方法，其成本较低。
本发明生产钒铬铁合金的方法包括如下步骤：
a、将V2O5、Cr2O3、Fe、CaO和Al按重量配比31.4～32.1∶8.8～9.0∶1.00～1.05∶18.4～18.8∶20.3～20.7混匀；
b、用点火剂引发自还原反应；
c、自还原反应结束后，加热，保持熔融状态4.0～5.0min；
d、冷却，得到钒铬铁合金和炉渣，分离，即得钒铬铁合金。
进一步的，为了节约成本，上述a步骤中的CaO可以用CaO含量为66.45～90.00wt％的生石灰或熟石灰代替。
进一步的，为了使生产的钒铬铁合金质量更好，上述a步骤中所用的原料优选纯度较高的原料，如：V2O5含量为95.00～99.99wt％的五氧化二钒粉末，Cr2O3含量为99.0～99.9wt％的三氧化二铬粉末，Fe粉的含量为TFe≥95.0wt％、MFe≥89.0wt％，Al含量为99.00～99.99wt％的铝粉。
进一步的，如果原料粒度过大，则会影响还原反应速度，延长反应时间，还可能使反应不充分，降低反应的动力学条件；如果原料粒度过小，则冶炼过程中原料粉末易飞扬，还会增加破碎成本。因此，上述五氧化二钒粉末的粒度优选为0.040～7.000mm，上述三氧化二铬粉末的粒度优选为0.040～0.250mm，上述铝粉的粒度优选为0.063～0.250mm，上述铁粉粒度优选为0.090～0.250m，上述生石灰或熟石灰的粒度优选为0.09～10.00mm。
进一步的，上述b步骤所述的点火剂优选重量比为2.5～3.0∶1的过氧化钡和铝粉的混合物。用过氧化钡和铝粉作点火剂，过氧化钡自身放氧，不依赖空气中的氧，氧化发热量高，反应速度快，所形成的少量反应产物即氧化钡和三氧化二铝不会恶化渣相结构，反而有利于提高渣的碱度，促进冶炼过程向反应产物方向。点火剂的用量以引发原料的自还原反应即可，一般不少于20g。
自还原反应结束后，还需通电加热并保持熔融状态4.0～5.0min，这是因为自还原反应结束后，熔体很快冷却，在熔体中还有部份未来得及沉淀到金属相中的金属态的钒、铬和铁，这部份金属态的钒、铬、铁就会留在渣中，从而导致合金的收率降低。另外还有部份未还原完的金属氧化物保持在渣中，继续通电加热，保持熔融状态一段时间，使已还原的金属态的钒、铬和铁沉淀入金属相中，未还原完的部份金属氧化物继续还原完毕后沉入金属相中。
采用本发明方法生产钒铬铁合金可在常规电炉内进行，如：单相电弧炉、三相电弧炉等。
按照本发明方法生产出的钒铬铁合金中V、Cr、Fe的重量百分含量分别为58.53～71.21wt％、24.76～36.49wt％、5.02～8.27wt％，另外还含有杂质铝，铝的重量百分含量＜1wt％。
本发明钒铬铁合金，不需要采用纯铬和纯钒为原料进行生产，生产成本相对较低，可以满足产业化生产的需要。本发明为钒铬铁合金的生产提供了一种新的方法，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1采用本发明方法生产钒铬铁合金
取五氧化二钒(V2O5＝95.18wt％，粒度为0.075～2.000mm)612.2克、三氧化二铬(Cr2O3＝99.0wt％，粒度为0.050～0.180mm)165.4克、铁粉(TFe＝96.12wt％，MFe＝89.02wt％)18.9克、铝粉(Al＝99.70wt％粒度为0.075～0.200mm)377.6克、石灰(CaO＝66.45wt％，粒度为1.00～5.15mm)513.2克，将它们混合均匀后，投入单相电弧炉内，用点火剂(按过氧化钡和铝粉的比例为3∶1混合)20g引发还原反应，反应完成后，通电保温4.0分钟，待炉子冷却后出炉，所得钒铬铁合金中V、Cr、Fe的质量百分含量分别为59.56wt％、34.19wt％和5.95wt％，杂质Al的质量百分含量为0.3wt％。
实施例2采用本发明方法生产钒铬铁合金
取五氧化二钒(V2O5＝95.18wt％，粒度为0.075～2.000mm)612.2克、三氧化二铬(Cr2O3＝99.0wt％，粒度为0.050～0.180mm)165.4克、铁粉(TFe＝98.50wt％，MFe＝95.39wt％)19.3克、铝粉(Al＝99.70wt％粒度为0.075～0.200mm)377.6克、石灰(CaO＝66.45wt％，粒度为1.00～5.15mm)513.2克，将它们混合均匀后，投入单相电弧炉内，用点火剂(按过氧化钡和铝粉的比例为3∶1混合)20g引发还原反应，反应完成后，通电保温4.5分钟，待炉子冷却后出炉，所得钒铬铁合金中V、Cr、Fe的质量百分含量分别为59.87、33.60wt％和6.46wt％，杂质Al的质量百分含量为0.07wt％。
实施例3采用本发明方法生产钒铬铁合金
取五氧化二钒(V2O5＝95.18wt％，粒度为0.075～2.000mm)1934.3克、三氧化二铬(Cr2O3＝99.0wt％，粒度为0.050～0.180mm)522.6克、铁粉(TFe＝97.45wt％，MFe＝90.00wt％)61.0克、铝粉(Al＝99.70wt％粒度为0.075～0.200mm)1193.0克、石灰(CaO＝66.45wt％，粒度为1.00～5.15mm)1621.5克，将它们混合均匀后，投入单相电弧炉内，用点火剂(按过氧化钡和铝粉的比例为3∶1混合)20g引发还原反应，反应完成后，通电保温4.5分钟，待炉子冷却后出炉，所得钒铬铁合金中V、Cr、Fe的质量百分含量分别为70.22、24.75wt％和5.02wt％，杂质Al的质量百分含量为0.01wt％。

Claims (5)

1.钒铬铁合金，其特征在于由下述重量配比的组分组成：58.53～71.21wt％的V、24.76～36.49wt％的Cr、5.02～8.27wt％的Fe，余量为不可避免的杂质。
2.生产钒铬铁合金的方法，其特征在于包括如下步骤：
a、将V2O5、Cr2O3、Fe、CaO和Al按重量配比31.4～32.1∶8.8～9.0∶1.00～1.05∶18.4～18.8∶20.3～20.7混匀；
b、用点火剂引发自还原反应；
c、自还原反应结束后，加热，保持熔融状态4.0～5.0min；
d、冷却，得到钒铬铁合金和炉渣，分离，即得钒铬铁合金。
3.根据权利要求2所述的生产钒铬铁合金的方法，其特征在于：a步骤所述的V2O5为95.00～99.99wt％的五氧化二钒粉末，所述的Cr2O3为99.0～99.9wt％的三氧化二铬粉末，所述的Fe为TFe≥95.0％、MFe≥89.0％的铁粉，所述的Al为99.00～99.99wt％的铝粉，所述的CaO为CaO含量为66.45～90.00wt％的生石灰或熟石灰。
4.根据权利要求3所述的生产钒铬铁合金的方法，其特征在于：所述五氧化二钒粉末的粒度为0.040～7.000mm，所述三氧化二铬粉末的粒度为0.040～0.250mm，所述铝粉的粒度为0.063～0.250mm，所述铁粉的粒度为0.090～0.250m，所述生石灰或熟石灰的粒度为0.09～10.00mm。
5.根据权利要求2所述的生产钒铬铁合金的方法，其特征在于：b步骤所述的点火剂为重量比为2.5～3.0∶1的过氧化钡和铝粉的混合物。
CN201010223018XA 2010-07-09 2010-07-09 钒铬铁合金及其生产方法 Expired - Fee Related CN102312145B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010223018XA CN102312145B (zh) 2010-07-09 2010-07-09 钒铬铁合金及其生产方法
PCT/CN2010/077527 WO2012003669A1 (zh) 2010-07-09 2010-09-30 钒铬铁合金及其生产方法
JP2013518931A JP5770843B2 (ja) 2010-07-09 2010-09-30 バナジウム‐クロム‐鉄合金及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010223018XA CN102312145B (zh) 2010-07-09 2010-07-09 钒铬铁合金及其生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102312145A true CN102312145A (zh) 2012-01-11
CN102312145B CN102312145B (zh) 2013-07-10

Family

ID=45425706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010223018XA Expired - Fee Related CN102312145B (zh) 2010-07-09 2010-07-09 钒铬铁合金及其生产方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5770843B2 (zh)
CN (1) CN102312145B (zh)
WO (1) WO2012003669A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104561719A (zh) * 2015-02-12 2015-04-29 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 钒铬合金及其制备方法
CN108179339A (zh) * 2017-12-29 2018-06-19 攀钢集团钒钛资源股份有限公司 钒铬硅合金及其生产方法
CN111957984A (zh) * 2020-08-25 2020-11-20 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 金属钒粉的制备方法
CN113444884A (zh) * 2021-05-17 2021-09-28 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种微碳铬铁合金的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08104941A (ja) * 1994-10-07 1996-04-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素吸蔵合金
CN101029365A (zh) * 2006-03-01 2007-09-05 四川大学 一种高活化性能的钒基固溶体贮氢合金
JP2009019251A (ja) * 2007-07-13 2009-01-29 Toyota Motor Corp 水素吸蔵合金

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1946237A1 (de) * 1969-09-12 1971-03-25 Kernforschung Gmbh Ges Fuer Verwendung von Vanadiumlegierungen als Werkstoff zur Herstellung von Schaufeln und aehnlich beanspruchten Bauteilen von Gasturbinen,insbesondere Heliumturbinen
JPS6036632A (ja) * 1983-08-09 1985-02-25 Nippon Denko Kk テルミツト法による金属合金の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08104941A (ja) * 1994-10-07 1996-04-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素吸蔵合金
CN101029365A (zh) * 2006-03-01 2007-09-05 四川大学 一种高活化性能的钒基固溶体贮氢合金
JP2009019251A (ja) * 2007-07-13 2009-01-29 Toyota Motor Corp 水素吸蔵合金

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《科学咨询(决策管理)》 20100430 陈冬丽等 电铝热法制备V-Cr-Al合金 第81-82页 2-5 , 第4期 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104561719A (zh) * 2015-02-12 2015-04-29 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 钒铬合金及其制备方法
CN104561719B (zh) * 2015-02-12 2016-08-17 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 钒铬合金及其制备方法
CN108179339A (zh) * 2017-12-29 2018-06-19 攀钢集团钒钛资源股份有限公司 钒铬硅合金及其生产方法
CN111957984A (zh) * 2020-08-25 2020-11-20 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 金属钒粉的制备方法
CN111957984B (zh) * 2020-08-25 2022-05-24 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 金属钒粉的制备方法
CN113444884A (zh) * 2021-05-17 2021-09-28 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种微碳铬铁合金的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5770843B2 (ja) 2015-08-26
JP2013537582A (ja) 2013-10-03
CN102312145B (zh) 2013-07-10
WO2012003669A1 (zh) 2012-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101586172B (zh) 金属化球团和还原铁粉的制备方法
CN102312145B (zh) 钒铬铁合金及其生产方法
CN104561570A (zh) 一种高效利用返回渣的电渣重熔精炼渣的使用方法
CN103045929A (zh) 电铝热法生产钒铁的方法
CN103962743A (zh) 用于x100管线钢全位置焊接的焊丝及其制备方法
CN102220608B (zh) 一种硅锰合金制备方法
CN111455120A (zh) 一种基于高理论燃烧温度低燃料比的高炉冶炼方法
CN101392347A (zh) 原位自生Al2O3增强钼基复合材料及其制备方法
CN103160721A (zh) 一种高硬度耐热镁合金
CN103173643A (zh) 一种新型再生铝变质细化剂及利用该细化剂熔炼再生铝的方法
CN104928547A (zh) 一种高强耐高温镁合金
CN109988943A (zh) 制氢用的Al-Ga-In-Sn-Mg合金及其制备方法
US1119643A (en) Process of producing alloy steels.
CN103014327A (zh) 一种氩氧精炼炉用铬锰矿复合球团及其制备方法
CN102154566A (zh) 一种以软锰矿为原料制备高锰含量锰-铝中间合金的方法
CN101787414A (zh) 炼钢用复合脱氧剂及其制备方法
CN107828978A (zh) 用于钛铝合金的生产方法
CN102061412A (zh) 一种锰基高钛含量的MnAlSiTi合金及其制备方法
CN102031434A (zh) 一种镁基储氢合金材料及其制备方法
CN105401084A (zh) 一种铜镍合金钢
CN110923556A (zh) 采用铁粒与钢屑冶炼钒铁的方法
CN102011021A (zh) 真空热还原制备Mg-Li-Sr合金的方法
CN111471829A (zh) 一种高钙铝合金的制备方法和高钙铝合金
CN102758066A (zh) 一种用锰矿石在lf炉合金化的方法
CN103555983A (zh) 一种b-re精炼剂及其使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130710

Termination date: 20160709

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee