CN111607730B - 一种氮化钒铌铁合金及其制备方法和应用 - Google Patents

一种氮化钒铌铁合金及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种氮化钒铌铁合金及其制备方法和应用，属于合金材料技术领域。本发明提供的方法在氮气气氛中将原料混合粉经自蔓延燃烧合成反应得到氮化钒铌铁合金，按质量比计，所述氮化钒铌铁合金N/(V+Nb)的比值高(为0.25～0.31)，既能充分发挥钒的析出强化作用，又能充分发挥铌的细晶强化作用，降低成本；同时出钢过程加入一种合金即可，操作简便。此外，本发明提供的方法不需外加热源，设备简单，工序简单，实现了氮化钒铌铁合金的低成本制备，制备得到的氮化钒铌铁合金均匀性和稳定性好，能够满足钢铁冶炼的需要，经济和社会效益显著。

Description

一种氮化钒铌铁合金及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种氮化钒铌铁合金及其制备方法和应用。
背景技术
在合金材料领域中，钒、铌是两种重要的微合金化元素，在钢中的作用机理不同，钒在钢中具有最强的沉淀强化效果，铌在钢中具有最强的细晶强化效果，为了充分利用钒和铌的强化作用，有必要开发复合钒铌合金。
现有技术中通常采用铌铁合金、钒氮合金或这两种合金复合进行微合金化，以对钢性能进行强化。但是采用以上方式进行微合金化时，钢中氮含量低，钒、铌的强化作用不能得到充分发挥，成本高；且使用铌铁合金和钒氮合金两种合金复合微合金化，出钢过程需要加入两种合金，操作比较繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氮化钒铌铁合金及其制备方法和应用，采用本发明提供的方法制备的氮化钒铌铁合金N/(V+Nb)的比值高，能够提高钢中氮含量，充分发挥钒、铌的强化作用。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种氮化钒铌铁合金的制备方法，包括以下步骤：
将原料混合粉置于反应器内，在氮气气氛中，通过点火装置点燃所述原料混合粉，进行自蔓延燃烧合成反应，得到氮化钒铌铁合金；
其中，所述氮化钒铌铁合金的成分包括：
钒5～60wt.％，铌5～60wt.％，硅1～15wt.％，锰1～4wt.％，铝1～10wt.％，氮5～20wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁。
优选地，所述原料混合粉中包括钒铁合金粉、铌铁合金粉、硅铁合金粉、锰铁合金粉和铝粉。
优选地，所述钒铁合金粉的组分包括：钒25～90wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁；所述钒铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的20～75％，粒度小于74μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的25～80％；
所述铌铁合金粉的组分包括：铌30～70wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁；所述铌铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的20～75％，粒度小于74μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的25～80％。
优选地，所述硅铁合金粉的组分包括：硅72～80wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁；所述硅铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的20～75％，粒度小于74μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的25～80％；
所述锰铁合金粉的组分包括：锰65～70wt.％，碳≤6.5wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁；所述锰铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的20～75％，粒度小于74μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的25～80％；
所述铝粉的组分包括：铝97～99wt.％，余量为不可避免的杂质；所述铝粉的粒度为74～150μm。
优选地，所述原料混合粉中还包括稀释剂。
优选地，所述稀释剂包括氮化钒铌铁粉料，所述氮化钒铌铁粉料的粒度<5mm；所述原料混合粉中稀释剂的含量为1～20wt.％。
优选地，所述反应器内的压力为1～16MPa，所述反应器内的压力由氮气提供。
优选地，所述自蔓延燃烧合成反应的时间为5～30min。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的氮化钒铌铁合金，粒度为5～50mm。
本发明提供了上述技术方案所述氮化钒铌铁合金作为钢铁冶炼用氮化钒铌铁合金添加剂的应用。
本发明提供了一种氮化钒铌铁合金的制备方法，包括以下步骤：将原料混合粉置于反应器内，在氮气气氛中，通过点火装置点燃所述原料混合粉，进行自蔓延燃烧合成反应，得到氮化钒铌铁合金；其中，所述氮化钒铌铁合金的成分包括：钒5～60wt.％，铌5～60wt.％，硅1～15wt.％，锰1～4wt.％，铝1～10wt.％，氮5～20wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁。本发明提供的方法在氮气气氛中将原料混合粉经自蔓延燃烧合成反应得到氮化钒铌铁合金，按质量比计，所述氮化钒铌铁合金N/(V+Nb)的比值高(为0.25～0.31)，既能充分发挥钒的析出强化作用，又能充分发挥铌的细晶强化作用，降低成本；同时出钢过程加入一种合金即可，操作简便。此外，本发明提供的方法不需外加热源，设备简单，工序简单，实现了氮化钒铌铁合金的低成本制备，制备得到的氮化钒铌铁合金均匀性和稳定性好，能够满足钢铁冶炼的需要，经济和社会效益显著。
具体实施方式
本发明提供了一种氮化钒铌铁合金的制备方法，包括以下步骤：
将原料混合粉置于反应器内，在氮气气氛中，通过点火装置点燃所述原料混合粉，进行自蔓延燃烧合成反应，得到氮化钒铌铁合金；
其中，所述氮化钒铌铁合金的成分包括：
钒5～60wt.％，铌5～60wt.％，硅1～15wt.％，锰1～4wt.％，铝1～10wt.％，氮5～20wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁。
在本发明中，所述氮化钒铌铁合金的成分包括钒5～60wt.％，优选为10～50wt.％；铌5～60wt.％，优选为10～50wt.％；硅1～15wt.％，优选为2～10wt.％；锰1～4wt.％，优选为2～3wt.％；铝1～10wt.％，优选为2～9wt.％；氮5～20wt.％，优选为8～18wt.％；不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁。
在本发明中，所述原料混合粉中包括钒铁合金粉、铌铁合金粉、硅铁合金粉、锰铁合金粉和铝粉。本发明中配加硅的作用是为了提高产品氮含量、锰的主要作用是提高产品比重、铝的作用是提高产品合成所需的热量。
在本发明中，所述钒铁合金粉的组分优选包括：钒25～90wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁；所述钒铁合金粉的粒度分布优选为：粒度为74～420μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的20～75％，粒度小于74μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的25～80％；
所述铌铁合金粉的组分优选包括：铌30～70wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁；所述铌铁合金粉的粒度分布优选为：粒度为74～420μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的20～75％，粒度小于74μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的25～80％；
所述硅铁合金粉的组分优选包括：硅72～80wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁；所述硅铁合金粉的粒度分布优选为：粒度为74～420μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的20～75％，粒度小于74μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的25～80％；
所述锰铁合金粉的组分优选包括：锰65～70wt.％，碳≤6.5wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁；所述锰铁合金粉的粒度分布优选为：粒度为74～420μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的20～75％，粒度小于74μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的25～80％；
所述铝粉的组分优选包括：铝97～99wt.％，余量为不可避免的杂质；所述铝粉的粒度优选为74～150μm。
本发明采用上述粒度分布的原料，其粒径小，反应面积大，有利于实现各组分与氮气的充分接触；在本发明的实施例中，具体可以将所需的钒铁合金、铌铁合金、硅铁合金以及锰铁合金破碎后磨制，得到所需粒径的原料粉。
在本发明中，所述原料混合粉中优选还包括稀释剂，所述稀释剂优选包括氮化钒铌铁粉料，所述氮化钒铌铁粉料优选来自于氮化钒铌铁合金制备过程中所产生的不合格氮化钒铌铁粉产品，粒度通常<5mm，即利用当前制备过程产生的不能作为商品的氮化钒铌铁粉，作为下一制备过程的稀释剂，有利于降低生产成本；所述原料混合粉中稀释剂的含量优选为1～20wt.％，更优选为1～15wt.％。本发明利用稀释剂能够降低自蔓延燃烧合成反应的温度，有利于自蔓延燃烧合成反应的平稳进行，并可经济性处理无法作为商品的氮化钒铌铁粉。
本发明优选根据所需氮化钒铌铁合金的成分，确定各原料的配比。本发明优选将各原料粉末混合后，将所得原料混合粉置于反应器内，更优选将所述原料混合粉在反应器内平铺放置，本发明对所得原料混合粉铺层的厚度不作特殊限定，以使氮气与各原料充分接触为宜。本发明对所述反应器没有特殊的限定，能够保证密封条件以及满足所需压力要求即可；本发明优选采用高压反应炉作为反应器。
将原料混合粉置于反应器内以后，本发明优选将所述反应器密封后抽真空至-0.06～-0.08MPa，然后向反应器中充入氮气，至反应器内的压力为1～16MPa，最后通过点火装置点燃所述原料混合粉，进行自蔓延燃烧合成反应，得到氮化钒铌铁合金。本发明将所述反应器密封后抽真空，之后充入氮气，这样可以最大程度的避免自蔓延燃烧合成反应过程中氮化钒铌铁合金的氧化。在本发明中，所述氮气优选为高纯氮气，纯度优选≥99.99％，更优选为99.99～99.999％；充入氮气后所述反应器内的压力优选为1～16MPa，更优选为3～12MPa。本发明对于所述点火装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的点火装置即可。在本发明中，通过点火装置点燃所述原料混合粉时，可以不使用点火剂，保证点火成功即可；为了提高点火成功率，也可以使用点火剂，所述点火剂优选包括铝粉、钛粉和碳粉的一种或几种，若使用点火剂的话，后续自蔓延燃烧合成反应完成后，点火剂可以按照本领域常规方法剔除，不会对产品质量造成影响。
在本发明中，点燃所述原料混合粉后，原料混合粉即可开始并自发持续进行自蔓延燃烧合成反应，直至反应结束，得到氮化钒铌铁合金。在所述自蔓延燃烧合成反应的过程中，本发明优选通过控制氮气的通入量，使所述反应器内的压力维持在1～16MPa，更优选为3～12MPa。本发明优选将反应器内氮气的压力维持在上述范围，氮气的浓度高，能够加快反应进程，缩短反应时间，提高生产效率。在本发明中，所述自蔓延燃烧合成反应的反应时间优选为5～30min，更优选为15～30min，所述反应时间以原料混合粉被点燃开始计，至原料混合粉燃烧完全为止，具体的，反应时间受燃烧速度以及反应器尺寸的影响，通过调控反应器内氮气压力以及原料混合粉的粒度，可以调控燃烧速度，保证反应平稳、顺利、高效进行。
自蔓延燃烧合成反应结束后，本发明优选将反应器中的合成产物(即氮化钒铌铁合金)自然冷却至≤100℃，然后打开反应器，取出所得合成产物，此时所述合成产物为致密烧结在一起的固体或松散烧结在一起的固体，破碎后即得氮化钒铌铁合金成品，粒度为5～50mm。
本发明利用自蔓延燃烧合成的方法制备氮化钒铌铁合金，具有无需外加热源、反应迅速、生产效率高的特点。具体的，反应过程中，氮气与钒铁合金粉、铌铁合金粉(以及辅助粉料)发生燃烧合成反应，生成氮化钒铌铁合金，氮与钒铁、铌铁(以及辅助粉料中组分)形成固溶体化合物，氮含量高，常温下性质稳定，不易被氧化；而且由于反应时间短，反应过程中的物理化学条件基本一致，所以制备得到的氮化钒铌铁合金的均匀性很好。综上，采用本发明方法制备的氮化钒铌铁合金氮含量高，均匀性和稳定性好，成本大幅降低，经济效益和社会效益显著；且本发明提供的氮化钒铌铁合金能够很好的满足炼钢过程中降低成本和简化生产的需要。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的氮化钒铌铁合金。本发明中氮化钒铌铁合金的成分包括：钒5～60wt.％，铌5～60wt.％，硅1～15wt.％，锰1～4wt.％，铝1～10wt.％，氮5～20wt.％，不可避免的杂质≤2wt.％，余量为铁。本发明提供的氮化钒铌铁合金氮含量高，均匀性和稳定性好，表观密度优选为4.30～5.30g/cm3，粒度优选为5～50mm。
本发明提供了上述技术方案所述氮化钒铌铁合金作为钢铁冶炼用氮化钒铌铁合金添加剂的应用，优选可以作为合金钢、铸钢或低合金高强度钢的氮化钒铌铁合金添加剂。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
取含钒80wt.％的钒铁合金，破碎后磨制得到钒铁合金粉，所述钒铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的65.9％，粒度小于74μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的34.1％；
取含铌65wt.％的铌铁合金，破碎后磨制得到铌铁合金粉，所述铌铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的51.5％，粒度小于74μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的48.5％；
取含硅75wt.％的硅铁合金，破碎后磨制得到硅铁合金粉，所述硅铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的50.2％，粒度小于74μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的49.8％；
取含锰65wt.％的锰铁合金，破碎后磨制得到锰铁合金粉，所述锰铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的60.4％，粒度小于74μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的39.6％；
取含铝98wt.％的铝粉，粒度为74～150μm；
取所述钒铁合金粉22.05kg、铌铁合金粉6.85kg、硅铁合金粉5.18kg、锰铁合金粉1.48kg、铝粉1.44kg混合均匀，将所得原料混合粉平铺放置于高压反应炉中，密闭后抽真空至-0.06～-0.08MPa，充入纯度为99.99％的高纯氮气，使高压反应炉内的压力维持在3～12MPa，通过点火装置点燃所述原料混合粉，进行自蔓延燃烧合成反应，反应过程中，高压反应炉内的压力维持在3～12MPa，直至反应结束(反应时间为30min)，冷却至炉温100℃时出炉，破碎后得到氮化钒铌铁合金成品，粒度为5～50mm。
成品取样检测成分为：钒40.74wt.％，铌10.27wt.％，硅8.97wt.％，锰2.22wt.％，铝3.23wt.％，氮14.56wt.％，其余为铁和各原料粉中带来的不可避免的杂质(杂质含量小于2wt.％)，按质量比计，N/(V+Nb)比值为0.29，表观密度为4.93g/cm3。
按照上述配料及方法进行平行试验，对平行试验所得氮化钒铌铁合金成品进行检测，该样品成分为：钒40.68wt.％，铌10.31wt.％，硅8.95wt.％，锰2.25wt.％，铝3.21wt.％，氮14.61wt.％，其余为铁和各原料粉中带来的不可避免的杂质(杂质含量小于2wt.％)，按质量比计，N/(V+Nb)比值为0.29，表观密度为4.92g/cm3。
通过以上结果可知，本发明采用自蔓延高压合成工艺，在高压密闭容器中自蔓延合成产品且冶炼时间很短，产品制备过程不受外界因素影响，入炉前原料成分稳定即可保证最终所得产品中成分高度一致，均匀性和稳定性好。
实施例2
取含钒50wt.％的钒铁合金，破碎后磨制得到钒铁合金粉，所述钒铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的52.4％，粒度小于74μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的47.6％；
取含铌65wt.％的铌铁合金，破碎后磨制得到铌铁合金粉，所述铌铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的69.2％，粒度小于74μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的30.8％；
取含硅75wt.％的硅铁合金，破碎后磨制得到硅铁合金粉，所述硅铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的62.7％，粒度小于74μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的37.3％；
取含锰65wt.％的锰铁合金，破碎后磨制得到锰铁合金粉，所述锰铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的60.4％，粒度小于74μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的39.6％；
取含铝98wt.％的铝粉，粒度为74～150μm；
取所述钒铁合金粉16.84kg、铌铁合金粉13.14kg、硅铁合金粉4.06kg，锰铁合金粉1.11kg和铝粉1.85kg混合均匀，将所得原料混合粉平铺放置于高压反应炉中，密闭后抽真空至-0.06～-0.08MPa，充入纯度为99.99％的高纯氮气，使高压反应炉内的压力维持在3～12MPa，通过点火装置点燃所述原料混合粉，进行自蔓延燃烧合成反应，反应过程中，高压反应炉内的压力维持在3～12MPa，直至反应结束(反应时间为30min)，冷却至炉温100℃时出炉，破碎后得到氮化钒铌铁合金成品，粒度为5～50mm。
成品取样检测成分为：钒20.01wt.％，铌20.27wt.％，硅7.25wt.％，锰1.71wt.％，铝4.26wt.％，氮12.16wt.％，其余为铁和各原料粉中带来的不可避免的杂质(杂质含量小于2wt.％)，按质量比计，N/(V+Nb)比值为0.30，表观密度为4.89g/cm3。
实施例3
取含钒80wt.％的钒铁合金，破碎后磨制得到钒铁合金粉，所述钒铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的79.2％，粒度小于74μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的20.8％；
取含铌65wt.％的铌铁合金，破碎后磨制得到铌铁合金粉，所述铌铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的63.4％，粒度小于74μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的36.6％；
取含硅75wt.％的硅铁合金，破碎后磨制得到硅铁合金粉，所述硅铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的38.5％，粒度小于74μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的61.5％；
取含锰65wt.％的锰铁合金，破碎后磨制得到锰铁合金粉，所述锰铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的32.8％，粒度小于74μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的67.2％；
取含铝98wt.％的铝粉，粒度为74～150μm；
取所述钒铁合金粉10.55kg、铌铁合金粉20.16kg、硅铁合金粉1.85kg、锰铁合金粉0.74kg和铝粉3.7kg混合均匀，将所得原料混合粉平铺放置于高压反应炉中，密闭后抽真空至-0.06～-0.08MPa，充入纯度为99.99％的高纯氮气，使高压反应炉内的压力维持在3～12MPa，通过点火装置点燃所述原料混合粉，进行自蔓延燃烧合成反应，反应过程中，高压反应炉内的压力维持在3～12MPa，直至反应结束(反应时间为30min)，冷却至炉温100℃时出炉，破碎后得到氮化钒铌铁合金成品，粒度为5～50mm。
成品取样检测成分为：钒20.01wt.％，铌30.06wt.％，硅3.23wt％，锰1.12wt.％，铝8.36wt.％，氮13.81wt.％，其余为铁和各原料粉中带来的不可避免的杂质(杂质含量小于2wt.％)，按质量比计，N/(V+Nb)比值为0.28，表观密度为5.21g/cm3。
实施例4
取含钒50wt.％的钒铁合金，破碎后磨制得到钒铁合金粉，所述钒铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的47.3％，粒度小于74μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的52.7％；
取含铌65wt.％的铌铁合金，破碎后磨制得到铌铁合金粉，所述铌铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的59.6％，粒度小于74μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的30.4％；
取含硅75wt.％的硅铁合金，破碎后磨制得到硅铁合金粉，所述硅铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的38.6％，粒度小于74μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的61.4％；
取含锰64wt.％的锰铁合金，破碎后磨制得到锰铁合金粉，所述锰铁合金粉的粒度分布为：粒度为74～420μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的52.2％，粒度小于74μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的47.8％；
取含铝98wt.％的铝粉，粒度为74～150μm；
取所述钒铁合金粉25.23kg、铌铁合金粉6.59kg、硅铁合金粉2.59kg、锰铁合金粉1.11kg和铝粉1.48kg混合均匀，将所得原料混合粉平铺放置于高压反应炉中，密闭后抽真空至-0.06～-0.08MPa，充入纯度为99.99％的高纯氮气，使高压反应炉内的压力维持在3～12MPa，通过点火装置点燃所述原料混合粉，进行自蔓延燃烧合成反应，反应过程中，高压反应炉内的压力维持在3～12MPa，直至反应结束(反应时间为30min)，冷却至炉温100℃时出炉，破碎后得到氮化钒铌铁合金成品，粒度为5～50mm。
成品取样检测成分为：钒30.21wt.％，铌10.03wt.％，硅4.61wt.％、锰1.71wt.％，铝3.4wt.％，氮12.25wt.％，其余为铁和各原料粉中带来的不可避免的杂质(杂质含量小于2wt.％)，按质量比计，N/(V+Nb)比值为0.30，表观密度为5.01g/cm3。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种氮化钒铌铁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取含钒50wt.%的钒铁合金，破碎后磨制得到钒铁合金粉，所述钒铁合金粉的粒度分布为：粒度为74~420μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的47.3%，粒度小于74μm的钒铁合金粉占钒铁合金粉总质量的52.7%；
取含铌65wt.%的铌铁合金，破碎后磨制得到铌铁合金粉，所述铌铁合金粉的粒度分布为：粒度为74~420μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的59.6%，粒度小于74μm的铌铁合金粉占铌铁合金粉总质量的30.4%；
取含硅75wt.%的硅铁合金，破碎后磨制得到硅铁合金粉，所述硅铁合金粉的粒度分布为：粒度为74~420μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的38.6%，粒度小于74μm的硅铁合金粉占硅铁合金粉总质量的61.4%；
取含锰64wt.%的锰铁合金，破碎后磨制得到锰铁合金粉，所述锰铁合金粉的粒度分布为：粒度为74~420μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的52.2%，粒度小于74μm的锰铁合金粉占锰铁合金粉总质量的47.8%；
取含铝98wt.%的铝粉，粒度为74~150μm；
取所述钒铁合金粉25.23kg、铌铁合金粉6.59kg、硅铁合金粉2.59kg、锰铁合金粉1.11kg和铝粉1.48kg混合均匀，将所得原料混合粉平铺放置于高压反应炉中，密闭后抽真空至-0.06~-0.08MPa，充入纯度为99.99%的高纯氮气，使高压反应炉内的压力维持在3~12MPa，通过点火装置点燃所述原料混合粉，进行自蔓延燃烧合成反应，反应过程中，高压反应炉内的压力维持在3~12MPa，直至反应结束，反应时间为30min，冷却至炉温100℃时出炉，破碎后得到氮化钒铌铁合金成品，粒度为5~50mm；
其中，所述氮化钒铌铁合金的成分为：
钒30.21wt.%，铌10.03wt.%，硅4.61wt.%、锰1.71wt.%，铝3.4wt.%，氮12.25wt.%，其余为铁和各原料粉中带来的不可避免的杂质，杂质含量小于2wt.%；
按质量比计，N/(V+Nb)比值为0.30，表观密度为5.01g/cm3。
2.权利要求1所述制备方法制备得到的氮化钒铌铁合金，其特征在于，粒度为5~50mm。
3.权利要求2所述氮化钒铌铁合金作为钢铁冶炼用氮化钒铌铁合金添加剂的应用。
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