Beth yw pwrpas ferrovanadium?

Mae Ferrovanadium (FEV) yn aloi allweddol mewn meteleg fodern, sy'n cynnwys haearn a vanadium, gyda chynnwys Vanadium yn amrywio o 35% i 85%. Mae'r solid crisialog llwyd-arian hwn fel arfer yn cael ei brosesu i mewn i bowdr mân, o'r enw "powdr ferrovanadium", ac fe'i defnyddir yn bennaf fel ychwanegyn i wella priodweddau dur a ferroalloys eraill. Mae ei allu i gynyddu cryfder, caledwch a gwrthsefyll cyrydiad yn ei gwneud yn ddeunydd anhepgor mewn diwydiannau sy'n amrywio o adeiladu i brosesu cemegol. Mae'r erthygl hon yn archwilio cynhyrchiad, cymwysiadau ac arwyddocâd economaidd Ferrovanadium, ac yn darparu trosolwg cynhwysfawr o'i rôl mewn cymwysiadau diwydiannol.

Cyfansoddiad a chynhyrchu ferrovanadium

Mae Ferrovanadium yn aloi sy'n cynnwys haearn a vanadium, fel arfer yn deillio o vanadium pentoxide a dynnwyd o magnetite titaniferous neu slag vanadium. Mae'r cynnwys vanadium yn dibynnu ar y defnydd a fwriadwyd, gyda graddau cyffredin yn cynnwys vanadium 40% i 80%. Mae'r broses gynhyrchu yn cynnwys amrywiaeth o ddulliau lleihau, megis:

Gostyngiad aluminothermig: proses hynod ecsothermig sy'n defnyddio pentocsid vanadium, powdr alwminiwm, sgrap dur a chalch i gynhyrchu ferrovanadium gyda chynnwys carbon isel (0.02% i 0.06% C). Mae'r dull hwn yn addas ar gyfer cynhyrchu aloion o ansawdd uchel.

Dull lleihau silicon: Yn cynhyrchu aloion Ferrovanadium neu Ferrosilicon vanadium gradd ganolig sy'n addas ar gyfer cymwysiadau llai heriol.

Alloying uniongyrchol o slag vanadium: dull cost-effeithiol nad oes angen echdynnu vanadium arno, ond sy'n cynhyrchu aloion o ansawdd isel sy'n cynnwys amhureddau fel carbon, silicon, sylffwr, ffosfforws a chromiwm.

Mae gan yr aloi sy'n deillio o hyn bwynt toddi o tua 1480 ° C, dwysedd solet o 7.0 tunnell / m3 a dwysedd swmp o 3.3-3.9 tunnell / m3. Fe'i prosesir fel arfer yn flociau llai na 200 mm at ddefnydd diwydiannol.

Cymwysiadau Ferrovanadium

Mae amlochredd ferrovanadium yn deillio o'i allu i wella priodweddau mecanyddol a chemegol ferroalloys. Mae'r canlynol yn brif gymwysiadau, wedi'u categoreiddio yn ôl diwydiant a swyddogaeth.

1. Cynhyrchu dur

Y diwydiant dur yw'r defnyddiwr mwyaf o Ferrovanadium, gan gyfrif am gyfran fawr o ddefnydd vanadium byd -eang (e.e., 94% yn yr Unol Daleithiau yn 2017). Defnyddir Ferrovanadium fel caledwr pwrpas cyffredinol, cryfach, ac ychwanegyn amddiffyn cyrydiad ar gyfer amrywiaeth o ddur, gan gynnwys:

Dur aloi isel cryfder uchel (HSLA): Mae Ferrovanadium yn gwella'r gymhareb cryfder-i-bwysau tynnol, gan wneud duroedd HSLA yn ddelfrydol ar gyfer adeiladu (e.e., pontydd, adeiladau), cydrannau modurol (e.e., siasi, echelau), a phibellau. Mae ei strwythur grawn mân, a grëwyd trwy ffurfio carbidau vanadium (V4C3), yn gwella caledwch ac ymwrthedd i torsion.

Dur offer: Fe'i defnyddir i wneud offer torri, marw, a rhannau gwisgo uchel eraill oherwydd ei allu i gynyddu caledwch a gwisgo ymwrthedd. Er enghraifft, mae ferrovanadium yn hanfodol ar gyfer cynhyrchu offer llaw gwydn fel wrenches, sgriwdreifers, a ratchets.

Dur carbon ac aloi: Yn gwella ansawdd cyffredinol ar gyfer cymwysiadau strwythurol a mecanyddol fel cydrannau gêr a chrankshafts.

Dur rheilffyrdd a marw: Defnyddir ferrovanadium i wneud dur arbenigol ar gyfer traciau rheilffordd a marw-castio marw, lle mae gwydnwch ac ymwrthedd tymheredd uchel yn hollbwysig.

Pan fydd wedi'i orchuddio â ferrovanadium nitrid, gellir cynyddu gwrthiant gwisgo dur 30-50%, gan ei wneud yn addas ar gyfer cymwysiadau perfformiad uchel fel ffynhonnau ac offer cyflym.

2. Diwydiant Prosesu Cemegol

Mae ymwrthedd cyrydiad Ferrovanadium yn ei gwneud yn werthfawr yn y diwydiant prosesu cemegol, yn enwedig mewn systemau trin hylif trwybwn uchel, pwysedd uchel. Fe'i defnyddir mewn offer sy'n trin sylweddau cyrydol, megis:

Cynhyrchu Asid Sylffwrig: Mae dur wedi'i drin â ferrovanadium yn gwrthsefyll cyrydiad asid sylffwrig, gan sicrhau oes hir ar gyfer systemau ar raddfa ddiwydiannol.

Adweithyddion asid hydroclorig ac alcalïaidd: Mae goddefgarwch yr aloi i'r cemegau hyn yn ei gwneud yn addas ar gyfer pibellau a thanciau mewn planhigion cemegol.

Mae'r cais hwn yn hanfodol i gynnal cyfanrwydd y system o dan amodau cemegol llym.

3. Cymwysiadau Metelegol Arbennig

Ferrovanadiumyn cael ei ddefnyddio mewn prosesau metelegol penodol, gan gynnwys:

Defnyddir tymheru tymheredd uchel o ddur caledu: powdr ferrovanadium, a elwir yn gyffredin fel ymweithredydd NFE, mewn baddonau halen clorid yn ystod triniaeth wres. Mae'n cynyddu gludedd y baddon, yn sicrhau ffurfiant sefydlog o haenau, ac yn gwella priodweddau wyneb y dur.

Cynhyrchu aloion meistr vanadium: Cynhyrchir ferrovanadium gan adwaith thermite i ffurfio aloion meistr, a ddefnyddir wedyn mewn prosesau aloi ar gyfer cymwysiadau arbennig.

Yn nodweddiadol, mae Ferrovanadium yn cael ei brosesu trwy broses thermomecanyddol cost-effeithiol i gynhyrchu dur cryfach, anoddach, mwy gwydn a mwy gwrthsefyll gwisgo, sef y sylfaen ar gyfer seilwaith critigol, cludo, cynhyrchu ynni a pheiriannau trwm.