Waarvoor word ferrovanadium gebruik?

Ferrovanadium (FEV) is 'n belangrike legering in moderne metallurgie, bestaande uit yster en vanadium, met die vanadiuminhoud wat wissel van 35% tot 85%. Hierdie grys-silwer kristallyne vaste stof word gewoonlik verwerk tot 'n fyn poeier, genaamd "ferrovanadium poeier", en word hoofsaaklik gebruik as 'n toevoeging om die eienskappe van staal en ander ferro-nalloys te verbeter. Die vermoë om krag, hardheid en weerstand teen korrosie te verhoog, maak dit 'n onmisbare materiaal in nywerhede wat wissel van konstruksie tot chemiese verwerking. Hierdie artikel ondersoek die produksie, toepassings en ekonomiese belang van ferrovanadium, en bied 'n uitgebreide oorsig van die rol daarvan in industriële toepassings.

Ferrovanadium samestelling en produksie

Ferrovanadium is 'n legering wat bestaan ​​uit yster en vanadium, gewoonlik afgelei van vanadiumpentoksied wat uit titaniferous magnetiet of vanadium slak onttrek is. Die vanadiuminhoud hang af van die beoogde gebruik, met gewone grade wat 40% tot 80% vanadium bevat. Die produksieproses behels 'n verskeidenheid reduksiemetodes, soos:

Aluminotermiese vermindering: 'n Hoogs eksotermiese proses wat vanadiumpentoksied, aluminiumpoeier, staalskroot en kalk gebruik om ferrovanadium met 'n lae koolstofinhoud (0,02% tot 0,06% C) te produseer. Hierdie metode is geskik vir die produksie van legerings van hoë gehalte.

Silikonverminderingsmetode: produseer ferrovanadium of ferrosilicon vanadiumlegerings op mediumgraad wat geskik is vir minder veeleisende toepassings.

Direkte legering van vanadiumslak: 'n koste-effektiewe metode wat nie vanadium-ekstraksie benodig nie, maar legerings van lae gehalte lewer wat onsuiwerhede soos koolstof, silikon, swael, fosfor en chroom bevat.

Die resulterende legering het 'n smeltpunt van ongeveer 1480 ° C, 'n soliede digtheid van 7,0 ton / M3 en 'n grootmaatdigtheid van 3,3-3,9 ton / M3. Dit word gewoonlik verwerk in blokke minder as 200 mm vir industriële gebruik.

Aansoeke van ferrovanadium

Die veelsydigheid van ferrovanadium spruit uit die vermoë om die meganiese en chemiese eienskappe van ferrolegerings te verbeter. Die volgende is die belangrikste toepassings daarvan, gekategoriseer volgens industrie en funksie.

1. Staalproduksie

Die staalbedryf is die grootste verbruiker van ferrovanadium, wat verantwoordelik is vir 'n groot deel van die wêreldwye vanadiumverbruik (bv. 94% in die Verenigde State in 2017). Ferrovanadium word gebruik as 'n algemene verhardings-, versterker- en korrosiebeskermingsadditief vir 'n verskeidenheid staal, insluitend:

Hoë sterkte lae legeringsstaal (HSLA): Ferrovanadium verbeter die treksterkte-tot-gewig-verhouding, wat HSLA-staal ideaal maak vir konstruksie (bv. Bridges, geboue), motoronderdele (bv. Onderstel, as) en pype. Die fyn graanstruktuur, wat geskep word deur die vorming van vanadiumkarbiede (V4C3), verbeter taaiheid en weerstand teen torsie.

Gereedskapstaal: word gebruik om snygereedskap, sterftes en ander hoë-dra-dele te maak vanweë die vermoë om die hardheid en slytweerstand te verhoog. Ferrovanadium is byvoorbeeld noodsaaklik vir die vervaardiging van duursame handgereedskap soos moersleutels, skroewedraaiers en ratel.

Koolstof- en legeringsstaal: verbeter die algehele kwaliteit vir strukturele en meganiese toepassings soos ratkomponente en krukas.

Rail and Die Steel: Ferrovanadium word gebruik om gespesialiseerde staal te maak vir spoorweë en die gietende sterftes, waar duursaamheid en weerstand met 'n hoë temperatuur van kritieke belang is.

As dit met ferrovanadium nitride bedek is, kan die slytweerstand van staal met 30-50%verhoog word, wat dit geskik maak vir hoëprestasie-toepassings soos vere en hoëspoedgereedskap.

2. Chemiese verwerkingsbedryf

Die korrosieweerstand van ferrovanadium maak dit waardevol in die chemiese verwerkingsbedryf, veral in hoë-druk, hoë-deurvloeistofhanteringstelsels. Dit word gebruik in toerusting wat korrosiewe stowwe hanteer, soos:

Swaelsuurproduksie: Ferrovanadiumbehandelde staal weerstand teen swawelsuurkorrosie, wat 'n lang lewensduur vir industriële skaalstelsels verseker.

Midrochloorsuur en alkaliese reagense: die legering se verdraagsaamheid teenoor hierdie chemikalieë maak dit geskik vir pype en tenks in chemiese plante.

Hierdie toepassing is van kritieke belang om die integriteit van die stelsel onder harde chemiese toestande te handhaaf.

3. Spesiale metallurgiese toepassings

Ferrovanadiumword in spesifieke metallurgiese prosesse gebruik, insluitend:

Hoë temperatuur tempering van geharde staal: ferrovanadiumpoeier, algemeen bekend as NFE-reagens, word tydens hittebehandeling in chloried soutbaddens gebruik. Dit verhoog die viskositeit van die bad, verseker stabiele vorming van bedekkings en verbeter die oppervlakteienskappe van die staal.

Die produksie van Vanadium Master Alloys: Ferrovanadium word geproduseer deur termietreaksie om meesterlegerings te vorm, wat dan gebruik word in legeringsprosesse vir spesiale toepassings.

Ferrovanadium word tipies verwerk deur 'n koste-effektiewe termomeganiese proses om sterker, straer, duursamer en meer dra-weerstandige staal te produseer, wat die basis is vir kritieke infrastruktuur, vervoer, energieproduksie en swaar masjinerie.