K čemu se používá Ferrovanadium?

Ferrovanadium (FEV) je klíčová slitina v moderní metalurgii, která se skládá z železa a vanadu, s obsahem vanadu v rozmezí od 35% do 85%. Tato krystalická pevná látka šedého stříbrku se obvykle zpracovává na jemný prášek, nazývaný „Ferrovanadium prášek“, a používá se hlavně jako přísada ke zvýšení vlastností oceli a dalších ferrojlojů. Díky jeho schopnosti zvyšovat sílu, tvrdost a odolnost proti korozi z něj činí nezbytný materiál v průmyslových odvětvích od konstrukce po chemické zpracování. Tento článek zkoumá výrobu, aplikace a ekonomický význam ferrovanadia a poskytuje komplexní přehled o jeho úloze v průmyslových aplikacích.

Složení a výroba ferrovanadia

Ferrovanadium je slitina složená z železa a vanadu, obvykle odvozeného z vanadium pentoxidu extrahovaného z titaniferous magnetitu nebo vanadium strusky. Obsah vanadu závisí na zamýšleném použití, přičemž běžné známky obsahují 40% až 80% vanadium. Proces výroby zahrnuje řadu metod redukce, jako například:

Aluminotermická redukce: Vysoce exotermický proces, který používá vanadium pentoxid, hliníkový prášek, ocelový šrot a vápno k výrobě ferrovanadium s nízkým obsahem uhlíku (0,02% až 0,06% c). Tato metoda je vhodná pro výrobu vysoce kvalitních slitin.

Metoda redukce křemíku: Vytváří středně kvalitní slitiny Ferrovanadium nebo Ferrosilicon Vanadium vhodné pro méně náročné aplikace.

Přímé legování strusky Vanadium: nákladově efektivní metoda, která nevyžaduje extrakci vanadu, ale produkuje nízkou kvalitu slitiny obsahující nečistoty, jako je uhlík, křemík, síra, fosfor a chrom.

Výsledná slitina má bod tání asi 1480 ° C, pevnou hustotu 7,0 tun / m3 a hromadnou hustotu 3,3-3,9 tun / m3. Pro průmyslové použití se obvykle zpracovává do bloků méně než 200 mm.

Aplikace Ferrovanadia

Všestrannost Ferrovanadia pramení z jeho schopnosti zlepšit mechanické a chemické vlastnosti ferroalloys. Následuje jeho hlavní aplikace, kategorizované podle průmyslu a funkce.

1. výroba oceli

Ocelový průmysl je největším spotřebitelem Ferrovanadia, což představuje velkou část globální spotřeby vanadu (např. 94% ve Spojených státech v roce 2017). Ferrovanadium se používá jako obecný účetní, posilovač a aditivum ochrany proti korozi pro různé oceli, včetně:

Vysoká pevnost nízká slitinová ocel (HSLA): Ferrovanadium zlepšuje poměr pevnosti k hmotnosti v tahu, takže oceli HSLA jsou ideální pro konstrukci (např. Mosty, budovy), automobilové komponenty (např. Chassis, nápravy) a potrubí. Jeho jemná struktura zrna vytvořená tvorbou karbidů vanadu (V4C3) zlepšuje houževnatost a odolnost vůči torzi.

Porobová ocel: Používá se k výrobě nástrojů pro řezání, zemřel a další díly s vysokým obsazením kvůli jeho schopnosti zvýšit tvrdost a odolnost proti opotřebení. Například Ferrovanadium je nezbytné pro výrobu odolných ručních nářadí, jako jsou klíče, šroubováky a rohatky.

Uhlíková a slitinová ocel: Zlepšuje celkovou kvalitu strukturálních a mechanických aplikací, jako jsou komponenty převodovky a klikové hřídele.

Rail and Die Steel: Ferrovanadium se používá k výrobě specializovaných ocelí pro železniční tratě a umírání z klidu, kde je kritická trvanlivost a vysokoteplotní odpor.

Když je potažen nitridem ferrovanadium, může být odolnost proti opotřebení oceli zvýšena o 30-50%, což je vhodné pro vysoce výkonné aplikace, jako jsou pružiny a vysokorychlostní nástroje.

2. průmysl chemického zpracování

Odolnost proti korozi ferrovanadium je cenná v průmyslu chemických zpracování, zejména ve vysokotlakých, vysoce výkonných systémech manipulace s tekutinou. Používá se v zařízení, které zpracovává korozivní látky, například:

Produkce kyseliny sírové: ocel ošetřená Ferrovanadiem odolává korozi kyseliny sírové a zajišťuje dlouhou životnost pro průmyslové systémy.

Kyselina chlorovodíková a alkalická činidla: tolerance slitiny vůči těmto chemikáliím je vhodná pro potrubí a nádrže v chemických rostlinách.

Tato aplikace je rozhodující pro udržení integrity systému za drsných chemických podmínek.

3. Zvláštní metalurgické aplikace

Ferrovanadiumse používá ve specifických metalurgických procesech, včetně:

Hightepeture temperování tvrdé oceli: Ferrovanadium prášek, běžně známý jako činidlo NFE, se během tepelného zpracování používá v chloridových solných lázních. Zvyšuje viskozitu lázně, zajišťuje stabilní tvorbu povlaků a zlepšuje povrchové vlastnosti oceli.

Produkce slitin Master Vanadium: Ferrovanadium je produkováno termitovou reakcí za vzniku hlavních slitin, které se pak používají v procesech legí pro speciální aplikace.

Ferrovanadium se obvykle zpracovává prostřednictvím nákladově efektivního termomechanického procesu, aby se vytvořil silnější, tvrdší, odolnější a odolnější ocel, což je základ pro kritickou infrastrukturu, přepravu, výrobu energie a těžké stroje.