五氧化二钒制备氮化钒的过程研究_徐先锋

五氧化二钒制备氮化钒的过程研究

徐先锋,王玺堂

(武汉科技大学材料与冶金学院,湖北 武汉 430081)

摘 要:对还原氮化法制备氮化钒的过程进行了理论分析和实验探讨。结果表明,五氧化二钒还原过程中同时发生了直接还原和间接还原,在高温氮化条件下已生成的氮化钒又转化为碳化钒。本试验条件下直接还原的开始温度为656K ,氮化的开始温度为1160K ,氮化钒转化为碳化钒的温度为1560K 。间接还原发生的可能性与配碳系数有关,配碳系数越大,其发生的可能性越大。关键词: 五氧化二钒;氮化钒;还原;氮化

中图分类号:T F84113 文献标识码:A 文章编号:1004-7638(2003)01-0046-04

RES EARCH ON REDUC TION AND NITROGENIZATION PROCESS

FOR PREPARING VN FROM V 2O 5

XU Xian-feng,WANG Xi-tang

(Wuhan U niv ersity of Science and T echnolo gy,Wuhan 430081,Hubei,China)

Abstract:The theoretical analysis and experimental investigation have been taken for the reduction process of preparation VN with C and V 2O 5.The results show that both direct reduction and indirect reduction take place during the reduction process of V 2O 5,in w hich the VN formed w ith high-tem -perature-nitrogenization chang es into VC.With the experimental conditions,the beginning reaction temperature of direct reduction is 656K,the nitrogenization occurs at 1160K,and VN translates into VC at 1560K.T he indirect reducing reaction is related to the ratio of mixture,w ith the increase of carbon ratio there occurs increase in possibility of reducing reaction.Key Words:V 2O 5;VN;reducing reaction;nitrogenization 随着转炉冶炼高强度低合金钢技术的飞速发展,氮化钒的应用不断增加。在还原氮化五氧化二钒制备氮化钒的过程中,还原程度直接影响氮化程度,笔者在热力学计算和热重、差热实验的基础上,研究了以碳为还原剂,还原氮化五氧化二钒制备氮化钒的过程中,配碳系数与氮化钒产品中各元素含量的关系。

1 理论分析

钒的氧化物从高价位到低价位依次是:V 2O 5、

V 2O 4、V 2O 3、VO 。根据其氧势的高低,V 2O 5的还原为逐级还原,依次为V 2O 5一级还原

V 2O 4

二级还原

V 2O 3

三级还原

VO 四级还原

V(或VC)。实际的反应

过程中,由于V 2O 5的饱和蒸气压高,而其熔点(943K)又很低,故钒很容易损失。其还原产物V 2O 4的熔点为1633K,在反应温度内则不易损失,故一级还原开始温度应低于943K,即在V 2O 5转变为液相之前就还原为难熔的V 2O 4,可以大大降低钒损失,这是制备氮化钒过程中所期望的。这期间如果只考虑

[收稿日期]:2002-11-20

第24卷第1期

2003年3月

钢 铁 钒 钛

IRON ST EEL VAN ADIU M T I T AN IU M

Vol.24,No.1M arch 2003

第1期徐先锋等:五氧化二钒制备氮化钒的过程研究

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#钢铁钒钛2003年第24卷48

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第1期徐先锋等:五氧化二钒制备氮化钒的过程研究

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