Ferrovanadium (FEV) هي سبيكة رئيسية في المعادن الحديثة ، التي تتكون من الحديد والفاناديوم ، مع محتوى الفاناديوم يتراوح من 35 ٪ إلى 85 ٪. عادةً ما تتم معالجة هذا الصلبة البلورية الرمادية في مسحوق ناعم ، يسمى "مسحوق الفيروفاناديوم" ، ويستخدم بشكل أساسي كمضاف لتعزيز خصائص الصلب وغيرها من الخمر. قدرتها على زيادة القوة والصلابة ومقاومة التآكل تجعلها مادة لا غنى عنها في الصناعات التي تتراوح من البناء إلى المعالجة الكيميائية. تستكشف هذه المقالة الإنتاج والتطبيقات والأهمية الاقتصادية لفيروفاناديوم ، وتوفر نظرة عامة شاملة على دورها في التطبيقات الصناعية.
تكوين وإنتاج الفيروفاناديوم
Ferrovanadium هي سبيكة مكونة من الحديد والفاناديوم ، والتي عادة ما تكون مستمدة من الفاناديوم البنتوكسيد المستخرج من المغنتيت titaniferous أو خبث الفاناديوم. يعتمد محتوى الفاناديوم على الاستخدام المقصود ، حيث تحتوي الدرجات المشتركة على 40 ٪ إلى 80 ٪ من الفاناديوم. تتضمن عملية الإنتاج مجموعة متنوعة من طرق الحد ، مثل:
الحد من الألمنيوم للحرارة: عملية طاردة للحرارة تستخدم فاناديوم بنتوكسيد الفاناديوم ، ومسحوق الألومنيوم ، والخردة الفولاذية والليمون لإنتاج الفيروفاناديوم مع محتوى منخفض الكربون (0.02 ٪ إلى 0.06 ٪ مئوية). هذه الطريقة مناسبة لإنتاج السبائك عالية الجودة.
طريقة تقليل السيليكون: تنتج سبائك الفيروفاناديوم المتوسطة الدرجة أو سبائك الفاناديوم المناسبة للتطبيقات الأقل تطلبًا.
السبائك المباشرة لخبث الفاناديوم: طريقة فعالة من حيث التكلفة لا تتطلب استخراج الفاناديوم ، ولكنها تنتج سبائك منخفضة الجودة التي تحتوي على شوائب مثل الكربون والسيليكون والكبريت والفوسفور والكروم.
تحتوي السبائك الناتجة على نقطة انصهار تبلغ حوالي 1480 درجة مئوية ، وكثافة صلبة تبلغ 7.0 طن / m3 وكثافة كبيرة من 3.3-3.9 طن / m3. عادة ما تتم معالجتها في كتل أقل من 200 مم للاستخدام الصناعي.
تطبيقات فيروفاناديوم
ينبع براعة الفيروفاناديوم من قدرته على تعزيز الخواص الميكانيكية والكيميائية للفيروسات. فيما يلي تطبيقاتها الرئيسية ، المصنفة حسب الصناعة والوظيفة.
1. إنتاج الصلب
تعد صناعة الصلب أكبر مستهلك في فيروفاناديوم ، حيث تمثل جزءًا كبيرًا من استهلاك الفاناديوم العالمي (على سبيل المثال ، 94 ٪ في الولايات المتحدة في عام 2017). يتم استخدام Ferrovanadium كصلب للأغراض العامة ، وقوية ، وحماية التآكل المضافة لمجموعة متنوعة من الفولاذ ، بما في ذلك:
فولاذ سبيكة منخفضة القوة العالية (HSLA): يحسن Ferrovanadium نسبة قوة الشد إلى الوزن ، مما يجعل فولاذ HSLA مثاليًا للبناء (على سبيل المثال ، الجسور ، المباني) ، مكونات السيارات (على سبيل المثال ، الهيكل ، المحاور) ، والأنابيب. بنية الحبوب الدقيقة ، التي تم إنشاؤها بواسطة تشكيل كربيد الفاناديوم (V4C3) ، يحسن صلابة ومقاومة الالتواء.
أداة الصلب: تستخدم لصنع أدوات القطع ، والموت ، وغيرها من الأجزاء العالية بسبب قدرتها على زيادة صلابة وارتداء المقاومة. على سبيل المثال ، يعد Ferrovanadium ضروريًا لإنتاج أدوات يدوية متينة مثل مفاتيح المفكات والفكات والمساكاة.
الكربون والسبائك الصلب: يحسن الجودة الإجمالية للتطبيقات الهيكلية والميكانيكية مثل مكونات التروس والعمود المرفقية.
السكك الحديدية والموت الصلب: يتم استخدام Ferrovanadium لصنع الفولاذ المتخصصة لمسارات السكك الحديدية وموت الموت ، حيث تكون المتانة ومقاومة درجات الحرارة العالية أمرًا بالغ الأهمية.
عند المغلفة بنيتريد فيروفاناديوم ، يمكن زيادة مقاومة التآكل من الصلب بنسبة 30-50 ٪ ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات عالية الأداء مثل الينابيع والأدوات عالية السرعة.
.jpg)
2. صناعة المعالجة الكيميائية
إن مقاومة التآكل للفيروفاناديوم تجعلها ذات قيمة في صناعة المعالجة الكيميائية ، وخاصة في أنظمة معالجة السوائل عالية الضغط وعالية الإنتاجية. يتم استخدامه في المعدات التي تتعامل مع المواد المسببة للتآكل ، مثل:
إنتاج حمض الكبريتيك: يقاوم الفولاذ المعالج فيروفاناديوم تآكل حمض الكبريتيك ، مما يضمن العمر الطويل للأنظمة الصناعية.
حمض الهيدروكلوريك والكواشف القلوية: إن تحمل السبائك لهذه المواد الكيميائية يجعلها مناسبة للأنابيب والخزانات في النباتات الكيميائية.
هذا التطبيق أمر بالغ الأهمية للحفاظ على سلامة النظام في ظل الظروف الكيميائية القاسية.
3. التطبيقات المعدنية الخاصة
فيروفاناديوميستخدم في عمليات معدنية محددة ، بما في ذلك:
درجة حرارة عالية من الفولاذ المتصل: يستخدم مسحوق الفيروفاناديوم ، المعروف باسم كاشف NFE ، في حمامات ملح كلوريد أثناء المعالجة الحرارية. فهو يزيد من لزوجة الحمام ، ويضمن تكوين مستقر للطلاء ، ويحسن خصائص السطح من الفولاذ.
إنتاج سبائك الفاناديوم الرئيسية: يتم إنتاج Ferrovanadium بواسطة تفاعل Thermite لتشكيل السبائك الرئيسية ، والتي يتم استخدامها بعد ذلك في عمليات صناعة السبائك للتطبيقات الخاصة.
عادة ما تتم معالجة Ferrovanadium من خلال عملية ميكانيكية حرارية فعالة من حيث التكلفة لإنتاج فولاذ أقوى وأصعب وأكثر متانة وأكثر مقاومة للارتداء ، وهو أساس البنية التحتية الحرجة والنقل وإنتاج الطاقة والآلات الثقيلة.