RU2462525C1 - Method for producing nitrided ferrovanadium - Google Patents

Method for producing nitrided ferrovanadium Download PDF

Info

Publication number
RU2462525C1
RU2462525C1 RU2011107811/02A RU2011107811A RU2462525C1 RU 2462525 C1 RU2462525 C1 RU 2462525C1 RU 2011107811/02 A RU2011107811/02 A RU 2011107811/02A RU 2011107811 A RU2011107811 A RU 2011107811A RU 2462525 C1 RU2462525 C1 RU 2462525C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nitrogen
ferrovanadium
reaction
reaction zone
product
Prior art date
Application number
RU2011107811/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Шулевич Браверман (RU)
Борис Шулевич Браверман
Юрий Михайлович Максимов (RU)
Юрий Михайлович Максимов
Юрий Владимирович Цыбульник (RU)
Юрий Владимирович Цыбульник
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН)
Priority to RU2011107811/02A priority Critical patent/RU2462525C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2462525C1 publication Critical patent/RU2462525C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: source alloy of ferrovanadium with the dispersion of less than 0.1 mm is pre-granulated to the size of 0.2-2.0 mm, the combustion process is carried out in a stream of nitrogen or a mixture of nitrogen with an inert gas in the direction of the reaction zone extension. Gaseous nitrogen or a mixture of nitrogen with an inert gas is fed at a rate of 99.6-700.0 mm/s. To increase the nitrogen content in the product it is advisable to enter into the original alloy of 10-20 wt % of the final product. The invention is aimed at reducing the operating pressure in the reactor, which increases the safety of the work to obtain nitrided ferrovanadium.
EFFECT: low strength of obtained briquettes of nitrided ferrovanadium facilitates dosing when entering of ligatures into the steel.
5 cl, 4 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии ферросплавов и может быть использовано при производстве азотированной ванадийсодержащей лигатуры, применяемой при выплавке различных марок сталей (конструкционных, инструментальных, сталей с особыми свойствами).The invention relates to the metallurgy of ferroalloys and can be used in the production of nitrided vanadium-containing alloys used in the smelting of various steel grades (structural, tool, steel with special properties).

Известен способ получения азотированного ванадия, включающий прессование цилиндрических таблеток диаметром 20 мм из порошка ванадия с размером частиц 140 мм, которые затем помещают в герметичную установку постоянного давления и поджигают в атмосфере чистого (99.9%) азота при давлении 0.2-15 МПа (Ю.М.Максимов, М.Х.Зиатдинов, А.Г.Расколенко, O.K.Лепакова. Взаимодействие ванадия с азотом в режиме горения. Физика горения и взрыва, 1979, т.15, №3, с.161-164). Способ позволяет получать продукт, содержащий до 16% азота.A known method of producing nitrided vanadium, including pressing cylindrical tablets with a diameter of 20 mm from a powder of vanadium with a particle size of 140 mm, which are then placed in a sealed installation of constant pressure and ignited in an atmosphere of pure (99.9%) nitrogen at a pressure of 0.2-15 MPa (Yu.M Maksimov, M.Kh. Ziatdinov, A.G. Raskolenko, OK, Lepakova, Interaction of Vanadium with Nitrogen in Combustion Mode, Combustion and Explosion Physics, 1979, vol. 15, No. 3, pp. 161-164). The method allows to obtain a product containing up to 16% nitrogen.

Недостатком способа является невозможность осуществления горения феррованадия в азоте при давлениях, близких к атмосферному, из-за его более низкого тепловыделения при реакции феррованадия с азотом и более низкой температуры плавления феррованадия, а также высокая стоимость исходного сырья (порошка ванадия).The disadvantage of this method is the impossibility of burning ferrovanadium in nitrogen at pressures close to atmospheric, due to its lower heat release during the reaction of ferrovanadium with nitrogen and a lower melting point of ferrovanadium, as well as the high cost of the feedstock (vanadium powder).

Известны теоретические и экспериментальные работы по изучению закономерностей горения металлических порошков в потоке азотсодержащего газа, в которых показано, что проведение самораспространяющегося синтеза в спутном потоке активного газа (то есть при совпадении направления перемещения зоны реакции с направлением потока азота) позволяет повысить температуру реакционной зоны (сверхадиабатический эффект) и, тем самым, повысить скорость реакции при низких давлениях (Алдушин А.П., Сеплярский Б.С. Распространение волны экзотермической реакции в пористой среде при продуве газа. Докл. АН СССР, 1978, т.241, №1, с.72-75. Yu.M.Maksimov and B.Sh.Braverman. Concentration of Thermal Energy in Filtration Combustion of Metal Powders. In. Book «Progress in combustion and detonation». Ed by A.A.Borisov, S.M.Frolov, A.L.Kuhl. - Moskow: Torus Press Ltd., 2004, p.214, 215).Theoretical and experimental studies on the laws of combustion of metal powders in a stream of nitrogen-containing gas are known, in which it is shown that conducting self-propagating synthesis in a satellite stream of active gas (that is, when the direction of movement of the reaction zone coincides with the direction of the nitrogen stream) can increase the temperature of the reaction zone (super-adiabatic effect) and, thereby, increase the reaction rate at low pressures (Aldushin A.P., Seplyarsky B.S. Propagation of an exothermic wave stocks in a porous medium during gas blowing, Dokl. AN SSSR, 1978, v.241, No. 1, pp. 72-75. Yu.M. Maximov and B.Sh. Braverman. Concentration of Thermal Energy in Filtration Combustion of Metal Powders In. Book "Progress in combustion and detonation". Ed by AABorisov, SMFrolov, ALKuhl. - Moskow: Torus Press Ltd., 2004, p. 214, 215).

Недостатком этих работ является отсутствие учета изменения газопроницаемости при нагреве феррованадия в зоне реакции, что не позволяет использовать полученные в них результаты для получения феррованадия без проведения длительных экспериментальных исследований.The disadvantage of these works is the lack of accounting for changes in gas permeability during heating of ferrovanadium in the reaction zone, which does not allow using the results obtained in them to obtain ferrovanadium without lengthy experimental studies.

Известно использование гранулирования шихты при проведении самораспространяющегося синтеза в процессе горения гранул смеси Ti с С в условиях фильтрации примесных газов (А.Р.Amosov, A.G.Makarenko, A.R.Samboruk, В.S.Seplyarskii, A.A.Samboruk, I.О.Gerasimov, A.V.Orlov, and V.V.Yatsenko. Effect of Batch Pelletizing on a Course of SHS Reactions: An Overview. International Journal of Self Propagating High Temperature Synthesis, 2010, vol.19, №. 1, pp.70-77).It is known to use charge granulation during self-propagating synthesis in the process of burning granules of a mixture of Ti with C under the conditions of impurity gas filtration (A.P. Amosov, AG Makarenko, ARSamboruk, B. S. Seplyarskii, AASamboruk, I.O. Gerasimov, AV Orlov, and VVYatsenko. Effect of Batch Pelletizing on a Course of SHS Reactions: An Overview. International Journal of Self Propagating High Temperature Synthesis, 2010, vol. 19, No. 1, pp. 70-77).

Установлено, что гранулирование позволяет увеличить газопроницаемость и уменьшить спекаемость продукта.It was found that granulation allows to increase gas permeability and reduce the sintering ability of the product.

Работы по влиянию гранулирования на горение порошков сплавов в потоке реагирующего газа отсутствуют, что не позволяет создать основы технологии получения азотированного феррованадия при давлениях, близких к атмосферному.There are no works on the effect of granulation on the combustion of alloy powders in the flow of a reacting gas, which does not allow creating the foundations of a technology for producing nitrided ferrovanadium at atmospheric pressures.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения азотированного феррованадия, в котором порошок сплава железа с ванадием, содержащий 45-54 мас.% ванадия, с размером частиц менее 0.08 мм сжигают в атмосфере азота при давлении 3-12 МПа (А.с. СССР №1474178, 1989). В качестве исходного материала для азотирования используют феррованадий со структурой сигма-фазы. Способ позволяет получать азотированный феррованадий в самораспространяющемся режиме.The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a method for producing nitrided ferrovanadium, in which an iron-vanadium alloy powder containing 45-54 wt.% Vanadium, with a particle size of less than 0.08 mm, is burned in a nitrogen atmosphere at a pressure of 3-12 MPa ( A.S. USSR No. 1474178, 1989). Ferrovanadium with a sigma phase structure is used as a starting material for nitriding. The method allows to obtain nitrated ferrovanadium in self-propagating mode.

Недостатком способа является необходимость использования высокого (не менее 3 МПа) давления, так как из-за недостаточно высокого теплового эффекта реакции железо-ванадиевого сплава с азотом, скорость реакции (и соответственно скорость тепловыделения) при более низких давлениях недостаточна для поддержания самораспространяющегося режима реакции. Использование высоких давлений обуславливает необходимость повышения прочности и соответственно увеличения толщины стенок, реактора, повышения требований к технике безопасности.The disadvantage of this method is the need to use high (not less than 3 MPa) pressure, since due to the insufficiently high thermal effect of the reaction of the vanadium-iron alloy with nitrogen, the reaction rate (and, accordingly, the heat release rate) at lower pressures is insufficient to maintain a self-propagating reaction mode. The use of high pressures necessitates an increase in strength and, accordingly, an increase in wall thickness, of the reactor, and an increase in safety requirements.

Для поддержания самораспространяющегося режима реакции необходимо подводить к реакционной зоне газообразный реагент (азот), что может быть обеспечено только при достаточной газопроницаемости шихты. Газопроницаемость шихты зависит от дисперсности исходного порошка. С уменьшением размеров частиц уменьшается газопроницаемость, а при увеличении размеров частиц порошка уменьшается удельная поверхность, что приводит к замедлению реакции. Другим фактором, влияющим на газопроницаемость шихты, является спекание и плавление исходного порошка при его нагреве в зоне реакции, что приводит к уменьшению газопроницаемости и прекращению реакции. Изменение газопроницаемости в процессе реакции определяется следующими факторами: максимальной температурой в реакционной зоне, скоростью изменения температуры, температурой плавления шихты, скоростью спекания шихты и продукта и рядом других параметров, определяющихся индивидуальными свойствами шихты и конкретной реакцией, поэтому для проведения реакции азотирования в самораспространяющемся режиме необходимо для каждого конкретного состава исходного материала подбирать опытным путем специфические условия осуществления способа получения целевого продукта (Концепция развития самораспространяющегося высокотемпературного синтеза как области научно-технического прогресса. Черноголовка, 2003. С.233-236).To maintain a self-propagating reaction mode, it is necessary to supply a gaseous reagent (nitrogen) to the reaction zone, which can be achieved only with sufficient gas permeability of the mixture. The gas permeability of the mixture depends on the dispersion of the original powder. With a decrease in particle size, gas permeability decreases, and with an increase in particle size of the powder, the specific surface area decreases, which slows down the reaction. Another factor affecting the gas permeability of the charge is sintering and melting of the initial powder when it is heated in the reaction zone, which leads to a decrease in gas permeability and termination of the reaction. The change in gas permeability during the reaction is determined by the following factors: the maximum temperature in the reaction zone, the rate of temperature change, the melting temperature of the mixture, the sintering rate of the mixture and the product, and a number of other parameters determined by the individual properties of the mixture and the specific reaction, therefore, it is necessary to conduct the nitriding reaction in a self-propagating mode for each specific composition of the starting material to select empirically the specific conditions for the implementation of the method obtaining the target product (The concept of development of self-propagating high-temperature synthesis as a field of scientific and technological progress. Chernogolovka, 2003. S.233-236).

Задачей настоящего изобретения является повышение безопасности работ по получению азотированного феррованадия путем снижения рабочего давления в реакторе.The objective of the present invention is to increase the safety of work on obtaining nitrided ferrovanadium by lowering the operating pressure in the reactor.

Поставленная задача решается способом получения азотированного феррованадия путем взаимодействия в режиме горения предварительно гранулированного до размеров гранул 0.2-2.0 мм порошка феррованадия дисперсностью менее 0.1 мм в потоке азота или смеси азота с инертным газом в направлении потока, совпадающего с направлением распространения зоны реакции.The problem is solved by the method of producing nitrided ferrovanadium by means of combustion in the combustion mode of preliminarily granulated to granule sizes of 0.2-2.0 mm ferrovanadium powder with a fineness of less than 0.1 mm in a stream of nitrogen or a mixture of nitrogen with an inert gas in the direction of the stream coinciding with the direction of propagation of the reaction zone.

После локального воспламенения предварительно гранулированного феррованадия происходит взаимодействие его с азотом, находящимся в потоке газа, который подают со скоростью 99.6-700.0 мм/с в направлении распространения зоны реакции. Высокие максимальные температуры обеспечивают высокие скорости образования конечного продукта.After local ignition of the pre-granulated ferrovanadium, it interacts with nitrogen in the gas stream, which is supplied at a rate of 99.6-700.0 mm / s in the direction of propagation of the reaction zone. High maximum temperatures provide high rates of final product formation.

Граничные значения по скорости потока газа определялись опытным путем. При скоростях потока менее 99.6 мм/с не удается осуществить самораспространяющийся режим реакции из-за недостаточного поступления азота. При увеличении скорости потока газа увеличивается скорость поступления азота к зоне реакции, а также количество тепла, переносимого от горячих продуктов в зону реакции, растет скорость и температура горения. При скоростях потока более 700 мм/с уменьшается количество усвоенного азота, а также значительно повышается давление на входе в реактор.The boundary values for the gas flow rate were determined empirically. At flow rates of less than 99.6 mm / s, a self-propagating reaction mode cannot be achieved due to insufficient nitrogen supply. With an increase in the gas flow rate, the rate of nitrogen supply to the reaction zone increases, as well as the amount of heat transferred from the hot products to the reaction zone, and the rate and temperature of combustion increase. At flow rates of more than 700 mm / s, the amount of assimilated nitrogen decreases, and the pressure at the inlet to the reactor also increases significantly.

Дисперсность порошка феррованадия определяет скорость реакции и количество усвоенного азота. При дисперсности более 0.1 мм не удается осуществить самораспространяющийся режим распространения зоны реакции, что определяет граничное условие по дисперсности. Процесс возможно осуществить и при сколь угодно малых размерах частиц, однако длительное измельчение для получения таких размеров нецелесообразно из-за больших энергетических затрат.The dispersion of ferrovanadium powder determines the reaction rate and the amount of assimilated nitrogen. With a dispersion greater than 0.1 mm, it is not possible to realize a self-propagating propagation mode of the reaction zone, which determines the boundary condition for dispersion. The process can be carried out even with arbitrarily small particle sizes, however, long-term grinding to obtain such sizes is impractical due to the high energy costs.

Разбавление реагирующего газа азота инертным газом приводит к некоторому увеличению скорости горения и глубины превращения, что обусловлено увеличением вклада конвективного теплопереноса.Dilution of the reacting nitrogen gas with an inert gas leads to a slight increase in the burning rate and the conversion depth, which is due to an increase in the contribution of convective heat transfer.

При азотировании сплава железа с ванадием в потоке реагирующего газа в самораспространяющемся режиме без гранулирования в зоне реакции развиваются температуры, близкие к температуре его плавления, что может привести к резкому уменьшению газопроницаемости и срыву реакции.When nitriding an alloy of iron with vanadium in a flow of a reacting gas in a self-propagating regime without granulation, temperatures close to its melting point develop in the reaction zone, which can lead to a sharp decrease in gas permeability and disruption of the reaction.

Интервал изменения размеров гранул определялся опытным путем. При размерах гранул менее 0.2 мм в зоне реакции происходит быстрое спекание шихты, что приводит к прекращению распространения зоны реакции. При размерах гранул более 2.0 мм из-за уменьшения реакционной поверхности уменьшается скорость реакции и скорость тепловыделения, что также приводит к прекращению распространения зоны реакции.The interval of change in the size of the granules was determined empirically. When the granule size is less than 0.2 mm in the reaction zone, sintering of the charge occurs rapidly, which leads to the cessation of the propagation of the reaction zone. With granule sizes greater than 2.0 mm, due to a decrease in the reaction surface, the reaction rate and the heat release rate decrease, which also leads to the cessation of the reaction zone propagation.

При гранулировании в качестве связующего используют канифоль, так как она обладает относительно низкими температурой и энтальпией испарения. В процессе горения феррованадия в азоте канифоль испаряется при нагреве перед зоной реакции и уносится потоком газа, конденсируясь у выходного отверстия. При этом азотированный феррованадий не загрязняется продуктами разложения канифоли. Предельные содержания канифоли определялись опытным путем и обусловлены тем, что при концентрациях менее 0.5% гранулы получались недостаточно прочными и после сушки образуется много мелкой пылевидной фракции, а при концентрациях канифоли более 2% гранулы сильно слипаются и плохо отделяются друг от друга.When granulating, rosin is used as a binder, since it has a relatively low temperature and enthalpy of evaporation. During combustion of ferrovanadium in nitrogen, rosin evaporates when heated in front of the reaction zone and is carried away by a gas stream, condensing at the outlet. At the same time, nitrated ferrovanadium is not contaminated with rosin decomposition products. The maximum rosin contents were determined empirically and are due to the fact that at concentrations of less than 0.5% the granules were not strong enough and after drying a lot of fine dust fraction is formed, and at rosin concentrations of more than 2%, the granules stick together and are poorly separated from each other.

Целесообразно дополнительное введение в исходный сплав 10-20 мас.% азотированного феррованадия для увеличения содержания азота в продукте. Введение конечного продукта в исходный сплав уменьшает скорость спекания шихты, способствуя увеличению глубины превращения, однако при этом снижается температура в реакционной зоне, что приводит к замедлению реакции. Опытным путем установлено количество добавки, при котором возможно осуществление процесса азотирования феррованадия в самораспространяющемся режиме. При добавлении в исходную шихту более 20% конечного продукта не удается осуществить процесс азотирования феррованадия в процессе горения.It is advisable to additionally introduce 10-20 wt.% Nitrided ferrovanadium into the initial alloy to increase the nitrogen content in the product. The introduction of the final product into the initial alloy reduces the sintering speed of the mixture, contributing to an increase in the conversion depth, however, the temperature in the reaction zone decreases, which leads to a slowdown of the reaction. It has been experimentally established the amount of additive at which the nitriding of ferrovanadium in the self-propagating mode is possible. When more than 20% of the final product is added to the initial charge, the process of nitriding ferrovanadium during combustion is not possible.

Предпочтительно использование в качестве исходного сплава феррованадий с содержанием ванадия 45-55%.Ferrovanadium with a vanadium content of 45-55% is preferably used as a starting alloy.

Совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения позволяет достичь технического результата, а именно снижения рабочего давления в реакторе до близкого к атмосферному, что повышает безопасность работ по получению азотированного феррованадия.The set of essential features of the invention allows to achieve a technical result, namely, reducing the working pressure in the reactor to close to atmospheric, which increases the safety of work on obtaining nitrated ferrovanadium.

Примеры осуществления способа.Examples of the method.

Пример 1. Готовят раствор 5 г канифоли в 50 мл ацетона, смешивают этот раствор с 245 г порошка феррованадия дисперсностью менее 0.1 мм. Полученную смесь протирают через сито с размером ячейки 2.5 мм. Образовавшиеся гранулы сушат в сушильном шкафу при температуре 100°С в течение часа. Высушенные гранулы просеивают для выделения гранул размером от 0.63 мм до 1.0 мм, которые помещают в проточный реактор, состоящий из цилиндрической реакционной камеры с устройствами для ввода и вывода газа и устройством для установки поджигающей спирали. К засыпке из гранул подводят поджигающую спираль, устанавливают поток азота со скоростью 184 мм/с и подают на поджигающую спираль, установленную со стороны входа газа, импульс тока для инициирования реакции феррованадия с азотом. После зажигания зона реакции распространяется послойно по реактору, при этом поддерживается постоянный поток азота в направлении распространения зоны реакции. Поток поддерживают до остывания продукта. Избыточное давление на входе в реактор измеряют образцовым манометром с ценой деления 0,004 МПа. Избыточное давление не превышает 0.004 МПа. Продукт реакции представляет собой брикеты из слабоспеченных гранул с размерами, близкими к размерам исходных гранул. Низкая прочность брикетов продукта облегчает дозирование при вводе лигатуры в сталь.Example 1. A solution of 5 g of rosin in 50 ml of acetone is prepared, this solution is mixed with 245 g of ferrovanadium powder with a fineness of less than 0.1 mm. The resulting mixture is rubbed through a sieve with a mesh size of 2.5 mm The granules formed are dried in an oven at a temperature of 100 ° C for one hour. The dried granules are sieved to separate granules from 0.63 mm to 1.0 mm in size, which are placed in a flow reactor consisting of a cylindrical reaction chamber with gas inlet and outlet devices and a device for setting the ignition coil. An ignition coil is brought to the backfill from the granules, a nitrogen flow is established at a speed of 184 mm / s, and a current pulse is applied to the ignition coil installed on the gas inlet side to initiate the reaction of ferrovanadium with nitrogen. After ignition, the reaction zone propagates in layers throughout the reactor, while maintaining a constant flow of nitrogen in the direction of propagation of the reaction zone. The flow is maintained until the product cools. The excess pressure at the inlet to the reactor is measured with an exemplary pressure gauge with a division value of 0.004 MPa. Overpressure does not exceed 0.004 MPa. The reaction product is briquettes from sintered granules with sizes close to the size of the original granules. The low strength of the briquettes of the product facilitates dosing when introducing the ligature into steel.

Пример 2. Готовят раствор 5 г канифоли в 50 мл ацетона, смешивают этот раствор с 245 г порошка феррованадия дисперсностью менее 0,1 мм. Полученную смесь протирают через сито с размером ячейки 2.5 мм. Образовавшиеся гранулы сушат в сушильном шкафу при температуре 100°С в течение часа. Высушенные гранулы просеивают для выделения гранул размером от 1.0 мм до 2.0 мм, которые помещают в проточный реактор, состоящий из цилиндрической реакционной камеры с устройствами для ввода и вывода газа и устройством для установки поджигающей спирали. К засыпке из гранул подводят поджигающую спираль, устанавливают поток азота со скоростью 184 мм/с и подают на поджигающую спираль импульс тока для инициирования реакции феррованадия с азотом. После зажигания зона реакции распространяется послойно по реактору, при этом поддерживается постоянный поток азота в направлении распространения зоны реакции. Поток поддерживают до остывания продукта. Избыточное давление на входе в реактор измеряют образцовым манометром с ценой деления 0.004 МПа. Избыточное давление не превышает 0.004 МПа. Продукт реакции представляет собой брикеты из слабоспеченных гранул с размерами, близкими к размерам исходных гранул. Низкая прочность брикетов продукта облегчает дозирование при вводе лигатуры в сталь. Содержание азота в продукте составляет 7.46%.Example 2. A solution of 5 g of rosin in 50 ml of acetone is prepared, this solution is mixed with 245 g of ferrovanadium powder with a fineness of less than 0.1 mm. The resulting mixture is rubbed through a sieve with a mesh size of 2.5 mm The granules formed are dried in an oven at a temperature of 100 ° C for one hour. The dried granules are sieved to separate granules from 1.0 mm to 2.0 mm in size, which are placed in a flow reactor consisting of a cylindrical reaction chamber with gas inlet and outlet devices and a device for setting the ignition coil. An ignition coil is brought to the backfill from the granules, a nitrogen flow is established at a speed of 184 mm / s, and a current pulse is supplied to the ignition coil to initiate the reaction of ferrovanadium with nitrogen. After ignition, the reaction zone propagates in layers throughout the reactor, while maintaining a constant flow of nitrogen in the direction of propagation of the reaction zone. The flow is maintained until the product cools. The excess pressure at the inlet to the reactor is measured with a standard pressure gauge with a division value of 0.004 MPa. Overpressure does not exceed 0.004 MPa. The reaction product is briquettes from sintered granules with sizes close to the size of the original granules. The low strength of the briquettes of the product facilitates dosing when introducing the ligature into steel. The nitrogen content in the product is 7.46%.

Пример 3. Готовят раствор 5 г канифоли в 50 мл ацетона, смешивают этот раствор с 245 г порошка феррованадия дисперсностью менее 0.1 мм. Полученную смесь протирают через сито с размером ячейки 2.5 мм. Образовавшиеся гранулы сушат в сушильном шкафу при температуре 100°С в течение часа. Высушенные гранулы просеивают для выделения гранул размером от 0.315 мм до 0.630 мм, которые помещают в проточный реактор, состоящий из цилиндрической реакционной камеры с устройствами для ввода и вывода газа и устройством для установки поджигающей спирали. К засыпке из гранул подводят поджигающую спираль, устанавливают поток азота со скоростью 99.6 мм/с и подают на поджигающую спираль импульс тока для инициирования реакции феррованадия с азотом. После зажигания зона реакции распространяется послойно по реактору, при этом поддерживается постоянный поток азота в направлении распространения зоны реакции. Поток поддерживают до остывания продукта. Избыточное давление на входе в реактор измеряют образцовым манометром с ценой деления 0.004 МПа. Избыточное давление не превышает 0.004 МПа. Продукт реакции представляет собой брикеты из слабоспеченных гранул с размерами, близкими к размерам исходных гранул. Низкая прочность брикетов продукта облегчает дозирование при вводе лигатуры в сталь. Содержание азота в продукте составляет 4.24%.Example 3. A solution of 5 g of rosin in 50 ml of acetone is prepared, this solution is mixed with 245 g of ferrovanadium powder with a fineness of less than 0.1 mm. The resulting mixture is rubbed through a sieve with a mesh size of 2.5 mm The granules formed are dried in an oven at a temperature of 100 ° C for one hour. The dried granules are sieved to separate granules from 0.315 mm to 0.630 mm in size, which are placed in a flow reactor consisting of a cylindrical reaction chamber with gas inlet and outlet devices and an ignition coil installation device. An ignition coil is brought to the backfill from the granules, a nitrogen flow is established at a rate of 99.6 mm / s, and a current pulse is applied to the ignition coil to initiate the reaction of ferrovanadium with nitrogen. After ignition, the reaction zone propagates in layers throughout the reactor, while maintaining a constant flow of nitrogen in the direction of propagation of the reaction zone. The flow is maintained until the product cools. The excess pressure at the inlet to the reactor is measured with a standard pressure gauge with a division value of 0.004 MPa. Overpressure does not exceed 0.004 MPa. The reaction product is briquettes from sintered granules with sizes close to the size of the original granules. The low strength of the briquettes of the product facilitates dosing when introducing the ligature into steel. The nitrogen content in the product is 4.24%.

Пример 4. Готовят раствор 1.25 г канифоли в 50 мл ацетона. Смешивают этот раствор с 199.0 г порошка феррованадия дисперсностью менее 0.1 мм и 49.75 г измельченного до дисперсности менее 0.1 мм продукта горения феррованадия в азоте, содержащего 7.46% азота. Полученную смесь протирают через сито с размером ячейки 2.5 мм. Образовавшиеся гранулы сушат в сушильном шкафу при температуре 100°С в течение часа. Высушенные гранулы просеивают для выделения гранул размером от 0.315 мм до 0.630 мм, которые помещают в проточный реактор, состоящий из цилиндрической реакционной камеры с устройствами для ввода и вывода газа и устройством для установки поджигающей спирали. К засыпке из гранул подводят поджигающую спираль, устанавливают поток азота со скоростью 184 мм/с и подают на поджигающую спираль импульс тока для инициирования реакции феррованадия с азотом. После зажигания зона реакции распространяется послойно по реактору, при этом поддерживается постоянный поток азота в направлении распространения зоны реакции. Поток поддерживают до остывания продукта. Избыточное давление на входе в реактор измеряют образцовым манометром с ценой деления 0.004 МПа. Избыточное давление не превышает 0.004 МПа. Продукт реакции представляет собой брикеты из слабоспеченных гранул с размерами, близкими к размерам исходных гранул. Низкая прочность брикетов продукта облегчает дозирование при вводе лигатуры в сталь. Содержание азота в продукте составляет 8.9%.Example 4. A solution of 1.25 g of rosin in 50 ml of acetone is prepared. This solution is mixed with 199.0 g of ferrovanadium powder with a fineness of less than 0.1 mm and 49.75 g of a product of combustion of ferrovanadium in nitrogen, crushed to a fineness of less than 0.1 mm, containing 7.46% nitrogen. The resulting mixture is rubbed through a sieve with a mesh size of 2.5 mm The granules formed are dried in an oven at a temperature of 100 ° C for one hour. The dried granules are sieved to separate granules from 0.315 mm to 0.630 mm in size, which are placed in a flow reactor consisting of a cylindrical reaction chamber with gas inlet and outlet devices and an ignition coil installation device. An ignition coil is brought to the backfill from the granules, a nitrogen flow is established at a speed of 184 mm / s, and a current pulse is supplied to the ignition coil to initiate the reaction of ferrovanadium with nitrogen. After ignition, the reaction zone propagates in layers throughout the reactor, while maintaining a constant flow of nitrogen in the direction of propagation of the reaction zone. The flow is maintained until the product cools. The excess pressure at the inlet to the reactor is measured with a standard pressure gauge with a division value of 0.004 MPa. Overpressure does not exceed 0.004 MPa. The reaction product is briquettes from sintered granules with sizes close to the size of the original granules. The low strength of the briquettes of the product facilitates dosing when introducing the ligature into steel. The nitrogen content in the product is 8.9%.

Описанные и другие примеры приведены в таблице.The described and other examples are given in the table.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать азотированный феррованадий при избыточном давлении менее 0.004 МПа в виде брикетов из слабоспеченных гранул с высокой удельной поверхностью, которые легко усваиваются сталью, либо измельчаются до требуемой дисперсности. Низкая прочность брикетов продукта облегчает дозирование при вводе лигатуры в сталь.Thus, the proposed method allows to obtain nitrided ferrovanadium at an overpressure of less than 0.004 MPa in the form of briquettes from weakly sintered granules with a high specific surface, which are easily absorbed by steel or crushed to the required dispersion. The low strength of the briquettes of the product facilitates dosing when introducing the ligature into steel.

ТаблицаTable Но
мер при
мера
But
measures at
measure
СоставStructure Дисперсность порошкаPowder dispersion Размер гранул, ммGranule size mm Скорость подачи газа, м/сGas feed rate, m / s Содержание азота в продуваемом газе, об.%The nitrogen content in the purged gas, vol.% Скорость распростране
ния зоны реакции, мм/с
Spread rate
reaction zone, mm / s
Содержание азота в продукте, мас.%The nitrogen content in the product, wt.%
1one FeV (55% V)FeV (55% V) менее 0.1 мм
(-100)
less than 0.1 mm
(-one hundred)
0.630÷1.00.630 ÷ 1.0 184184 100one hundred 0.460.46 5.85.8
22 FeV (55% V)FeV (55% V) менее 0.1 мм
(-100)
less than 0.1 mm
(-one hundred)
1.0÷2.01.0 ÷ 2.0 184184 100one hundred 0.310.31 7.467.46
33 FeV (55% V)FeV (55% V) менее 0.1 мм
(-100)
less than 0.1 mm
(-one hundred)
0.315÷0.6300.315 ÷ 0.630 99.699.6 100one hundred 0.250.25 4.244.24
4four 80% FeV (55% V)+20% продукта80% FeV (55% V) + 20% product менее 0.1 мм
(-100)
less than 0.1 mm
(-one hundred)
0.315÷0.6300.315 ÷ 0.630 184184 100one hundred 0.300.30 8.98.9
55 FeV (55% V)FeV (55% V) менее 0.1 мм
(-100)
less than 0.1 mm
(-one hundred)
0.315÷0.6300.315 ÷ 0.630 123123 100one hundred 0.440.44 7.367.36
66 FeV (55% V)FeV (55% V) менее 0.1 мм
(-100)
less than 0.1 mm
(-one hundred)
0.10÷1.60.10 ÷ 1.6 184184 100one hundred 0.380.38 6.66.6
77 FeV (55% V)FeV (55% V) менее 0.1 мм
(-100)
less than 0.1 mm
(-one hundred)
0.315÷0.6300.315 ÷ 0.630 226.3226.3 50fifty 0.340.34 7.67.6
88 FeV (55% V)FeV (55% V) менее 0.1 мм
(-100)
less than 0.1 mm
(-one hundred)
0.315÷0.6300.315 ÷ 0.630 700700 100one hundred 0.400.40 5.65.6
99 FeV (55% V)FeV (55% V) менее 0.1 мм
(-100)
less than 0.1 mm
(-one hundred)
0.2÷0.3150.2 ÷ 0.315 100one hundred 1,41.4 6.16.1

Claims (5)

1. Способ получения азотированного феррованадия, включающий взаимодействие исходного сплава феррованадия с газообразным азотом в режиме горения, отличающийся тем, что исходный сплав феррованадия дисперсностью менее 0,1 мм предварительно гранулируют до размера 0,2-2,0 мм, а процесс горения осуществляют в потоке азота или смеси азота с инертным газом в направлении распространения зоны реакции.1. A method of producing nitrided ferrovanadium, including the interaction of the initial alloy of ferrovanadium with gaseous nitrogen in the combustion mode, characterized in that the initial alloy of ferrovanadium with a fineness of less than 0.1 mm is pre-granulated to a size of 0.2-2.0 mm, and the combustion process is carried out a stream of nitrogen or a mixture of nitrogen with an inert gas in the direction of propagation of the reaction zone. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость подачи газообразного азота или смеси азота с инертным газом составляет 99,6-700,0 мм/с.2. The method according to claim 1, characterized in that the feed rate of gaseous nitrogen or a mixture of nitrogen with an inert gas is 99.6-700.0 mm / s. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс горения осуществляют при давлении, близком к атмосферному.3. The method according to claim 1, characterized in that the combustion process is carried out at a pressure close to atmospheric. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в исходный сплав дополнительно вводят 10-20 мас.% конечного продукта.4. The method according to claim 1, characterized in that 10-20 wt.% Of the final product is additionally introduced into the starting alloy. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что гранулирование исходного сплава осуществляют в растворе канифоли в ацетоне. 5. The method according to claim 1, characterized in that the granulation of the starting alloy is carried out in a solution of rosin in acetone.
RU2011107811/02A 2011-02-28 2011-02-28 Method for producing nitrided ferrovanadium RU2462525C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011107811/02A RU2462525C1 (en) 2011-02-28 2011-02-28 Method for producing nitrided ferrovanadium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011107811/02A RU2462525C1 (en) 2011-02-28 2011-02-28 Method for producing nitrided ferrovanadium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2462525C1 true RU2462525C1 (en) 2012-09-27

Family

ID=47078501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011107811/02A RU2462525C1 (en) 2011-02-28 2011-02-28 Method for producing nitrided ferrovanadium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2462525C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103834849A (en) * 2014-03-07 2014-06-04 承德金科科技开发有限责任公司 FeV45N10 ferric vanadium nitrate and combustion synthesis method thereof
CN110938751A (en) * 2019-12-11 2020-03-31 湖南众鑫新材料科技股份有限公司 Method for improving recovery rate of nitrided ferrovanadium

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU557117A1 (en) * 1976-01-19 1977-05-05 Научно-Исследовательский Институт Прикладной Математики И Механики При Томском Ордена Трудового Красного Знамени Государственном Университете Им В.В.Куйбышева The method of obtaining nitrated ligatures
DE3011962C2 (en) * 1980-03-27 1987-01-15 Tomskij Gosudarstvennyj Universitet, Tomsk, Su
SU1474178A1 (en) * 1986-02-26 1989-04-23 Научно-Исследовательский Институт Прикладной Математики И Механики При Томском Государственном Университете Им.В.В.Куйбышева Method of producing nitrogenated ferrovanadium
RU2210615C1 (en) * 2002-07-24 2003-08-20 Шатохин Игорь Михайлович Process of production of alloying material based on silicon nitride
RU2331691C2 (en) * 2006-06-21 2008-08-20 Егор Васильевич Рощин Method of producing nitrated ferroalloys and addition alloys

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU557117A1 (en) * 1976-01-19 1977-05-05 Научно-Исследовательский Институт Прикладной Математики И Механики При Томском Ордена Трудового Красного Знамени Государственном Университете Им В.В.Куйбышева The method of obtaining nitrated ligatures
DE3011962C2 (en) * 1980-03-27 1987-01-15 Tomskij Gosudarstvennyj Universitet, Tomsk, Su
SU1474178A1 (en) * 1986-02-26 1989-04-23 Научно-Исследовательский Институт Прикладной Математики И Механики При Томском Государственном Университете Им.В.В.Куйбышева Method of producing nitrogenated ferrovanadium
RU2210615C1 (en) * 2002-07-24 2003-08-20 Шатохин Игорь Михайлович Process of production of alloying material based on silicon nitride
RU2331691C2 (en) * 2006-06-21 2008-08-20 Егор Васильевич Рощин Method of producing nitrated ferroalloys and addition alloys

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103834849A (en) * 2014-03-07 2014-06-04 承德金科科技开发有限责任公司 FeV45N10 ferric vanadium nitrate and combustion synthesis method thereof
CN103834849B (en) * 2014-03-07 2016-08-24 承德锦科科技股份有限公司 FeV45N10 ferrovanadium nitride and burning synthesis method thereof
CN110938751A (en) * 2019-12-11 2020-03-31 湖南众鑫新材料科技股份有限公司 Method for improving recovery rate of nitrided ferrovanadium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2833058A1 (en) Post-sinter conglutination and oxidation-preventative vanadium-nitrogen alloy preparation method
CN104195399B (en) A kind of high purity vanadium aluminium alloy and preparation method thereof
Hwang et al. Combustion synthesis of nanocrystalline ceria (CeO2) powders by a dry route
CA2716263A1 (en) Process for producing alloy powders based on zirconium and hafnium, alloyed with the elements cu, ta, w, re, os and ir
US10106415B2 (en) Production of boron phosphide by reduction of boron phosphate with an alkaline metal
RU2462525C1 (en) Method for producing nitrided ferrovanadium
Yang et al. Mechanical-activation-assisted combustion synthesis of SiC
Li et al. Tunable catalytic activity of energetic multi-metal hexanitro complexes for RDX decomposition and ignition
Chen et al. Synthesis of novel heterobimetallic MOFs and its effect on thermolysis and laser ignition of TKX-50
CN104404333B (en) A method of it being used to prepare the feedstock composition of superelevation vanadium nitride and superelevation vanadium nitride is prepared using the raw material
JPS6340855B2 (en)
Yeh et al. Effects of dilution and preheating on SHS of vanadium nitride
US2461396A (en) Method of producing finely divided metals
Migdał-Mikuli et al. Thermal behavior of [Ca (H 2 O) 4](ClO 4) 2 and [Ca (NH 3) 6](ClO 4) 2
RU2583980C2 (en) Method of producing nitrogen-bearing alloy
WO2017131108A1 (en) Zirconium boride and method for producing same
An et al. Combustion performance of nano Si powder with molecular perovskite energetic materials DAP-4 as oxidant
US9790093B2 (en) High-yield synthesis of nanostructured boron phosphide by a pyrotechnic method
Nayebossadri et al. Destabilisation of the Li–N–H hydrogen storage system with elemental Si
CN102465226B (en) Method for utilizing carbon-nitrogen-oxygen vanadium to prepare vanadium-nitrogen alloy
Yan et al. Study on combustion performance of boron powder promoted by nickel oxide
CN104878239A (en) High-temperature self-propagating synthesis method of silicon-manganese nitride alloy
Zheng et al. Preparation and characterization of nanocrystal V2O5
RU2629121C1 (en) Method for titanium silicides production
El-Awad et al. Kinetics and mechanism of thermal decomposition of magnesium perchlorate catalysed by metal metavanadate additives

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170301