برای چه چیزی از فرروانادیوم استفاده می شود؟

Ferrovanadium (FEV) یک آلیاژ اصلی در متالورژی مدرن ، متشکل از آهن و وانادیوم است که محتوای وانادیوم از 35 ٪ تا 85 ٪ است. این جامد کریستالی خاکستری خاکستری معمولاً در یک پودر ریز به نام "پودر فروانادیوم" پردازش می شود و عمدتاً به عنوان یک افزودنی برای تقویت خواص فولاد و سایر فرآورده ها استفاده می شود. توانایی آن در افزایش قدرت ، سختی و مقاومت در برابر خوردگی ، آن را به یک ماده ضروری در صنایع اعم از ساخت و ساز تا فرآوری شیمیایی تبدیل می کند. در این مقاله به بررسی تولید ، برنامه ها و اهمیت اقتصادی فراوآنادوم می پردازد و یک مرور کلی از نقش آن در کاربردهای صنعتی ارائه می دهد.

ترکیب و تولید فراوآنادوم

Ferrovanadium یک آلیاژ است که از آهن و وانادیوم تشکیل شده است ، که معمولاً از پنتوکسید وانادیوم استخراج شده از مگنتیت تایتانیایی یا سرباره وانادیوم استخراج می شود. محتوای وانادیوم به استفاده در نظر گرفته شده بستگی دارد و نمرات مشترک شامل 40 تا 80 ٪ وانادیوم است. فرایند تولید شامل انواع روشهای کاهش ، مانند:

کاهش آلومینترمیک: یک فرآیند بسیار گرمازا که از پنتوکسید وانادیوم ، پودر آلومینیوم ، ضایعات فولادی و آهک برای تولید فروانادیوم با میزان کربن کم (0.02 ٪ تا 0.06 ٪ C) استفاده می کند. این روش برای تولید آلیاژهای با کیفیت بالا مناسب است.

روش کاهش سیلیکون: آلیاژهای وانادیوم با درجه متوسط ​​یا فروسیلیکون برای کاربردهای کمتر خواستار تولید می شود.

آلیاژ مستقیم سرباره وانادیوم: روشی مقرون به صرفه که نیازی به استخراج وانادیوم ندارد ، اما آلیاژهای با کیفیت پایین حاوی ناخالصی مانند کربن ، سیلیکون ، گوگرد ، فسفر و کروم تولید می کند.

آلیاژ حاصل دارای نقطه ذوب در حدود 1480 درجه سانتیگراد ، چگالی جامد 7.0 تن / m3 و چگالی فله 3.3-3.9 تن / m3 است. معمولاً برای استفاده صنعتی به بلوک های کمتر از 200 میلی متر پردازش می شود.

کاربردهای فراوآنادوم

تطبیق پذیری فراووانادیوم از توانایی آن در تقویت خواص مکانیکی و شیمیایی فروالیاژها ناشی می شود. موارد زیر برنامه های اصلی آن ، طبقه بندی شده توسط صنعت و عملکرد است.

1. تولید فولاد

صنعت فولاد بزرگترین مصرف کننده فراوآنادوم است که بخش بزرگی از مصرف جهانی وانادیوم را تشکیل می دهد (به عنوان مثال ، 94 ٪ در ایالات متحده در سال 2017). Ferrovanadium به عنوان یک افزودنی سخت گیر ، تقویت کننده و محافظت از خوردگی برای انواع فولادها از جمله:

فولاد آلیاژ کم استحکام بالا (HSLA): Ferrovanadium باعث افزایش نسبت مقاومت به وزن به وزن ، ساختن فولادهای HSLA برای ساخت و ساز (به عنوان مثال ، پل ها ، ساختمانها) ، اجزای خودرو (به عنوان مثال ، شاسی ، محور) و لوله ها می شود. ساختار دانه ریز آن ، که با تشکیل کاربیدهای وانادیوم (V4C3) ایجاد شده است ، چقرمگی و مقاومت در برابر پیچ خوردگی را بهبود می بخشد.

فولاد ابزار: به دلیل توانایی آن در افزایش سختی و مقاومت در برابر سایش ، برای تهیه ابزارهای برش ، می میرد و سایر قطعات پوشاک بالا استفاده می شود. به عنوان مثال ، Ferrovanadium برای تولید ابزارهای دستی با دوام مانند آچار ، پیچ گوشتی و تکه ها ضروری است.

کربن و فولاد آلیاژ: کیفیت کلی کاربردهای ساختاری و مکانیکی مانند اجزای دنده و میل لنگ را بهبود می بخشد.

راه آهن و فولاد: از فروانونادوم برای ساخت فولادهای تخصصی برای مسیرهای راه آهن و مستهجن در حال مرگ استفاده می شود ، جایی که دوام و مقاومت در دمای بالا بسیار مهم است.

هنگامی که با نیترید فروانونادوم پوشانده شده است ، می توان مقاومت سایش فولاد را 30-50 ٪ افزایش داد و این امر را برای کاربردهای با کارایی بالا مانند چشمه ها و ابزارهای پر سرعت مناسب می کند.

2. صنعت پردازش شیمیایی

مقاومت در برابر خوردگی فروانادیوم باعث می شود در صنعت پردازش شیمیایی ، به ویژه در سیستم های کنترل مایعات با فشار بالا و پر فشار ، آن را ارزشمند کند. از آن در تجهیزات استفاده می شود که مواد خورنده را کنترل می کند ، مانند:

تولید اسید سولفوریک: فولاد تحت درمان با فرووانادیوم در برابر خوردگی اسید سولفوریک مقاومت می کند و از عمر طولانی برای سیستم های در مقیاس صنعتی اطمینان می دهد.

اسید هیدروکلریک و معرفهای قلیایی: تحمل آلیاژ به این مواد شیمیایی باعث می شود که آن را برای لوله ها و مخازن موجود در گیاهان شیمیایی مناسب کند.

این برنامه برای حفظ یکپارچگی سیستم در شرایط شیمیایی سخت بسیار مهم است.

3. برنامه های متالورژی ویژه

فروانادومدر فرآیندهای متالورژی خاص استفاده می شود ، از جمله:

درجه حرارت بالا از فولاد سخت شده: پودر فراروانادوم ، که معمولاً به عنوان NFE معرف شناخته می شود ، در حمام های نمکی کلرید در حین عملیات حرارتی استفاده می شود. این ویسکوزیته حمام را افزایش می دهد ، شکل گیری پایدار پوشش ها را تضمین می کند و خصوصیات سطح فولاد را بهبود می بخشد.

تولید آلیاژهای مستر وانادیوم: Ferrovanadium با واکنش ترمیت به شکل آلیاژهای اصلی تولید می شود ، که سپس در فرآیندهای آلیاژ برای کاربردهای ویژه استفاده می شود.

Ferrovanadium به طور معمول از طریق یک فرآیند ترمومکانیکی مقرون به صرفه برای تولید فولاد قوی تر ، سخت تر ، بادوام تر و مقاوم در برابر سایش پردازش می شود ، که پایه و اساس زیرساخت های بحرانی ، حمل و نقل ، تولید انرژی و ماشین آلات سنگین است.