Mihin ferrovanadiumilla käytetään?

Ferrovanadium (FEV) on avainseos nykyaikaisessa metallurgiassa, joka koostuu raudasta ja vanadista, vanadiinipitoisuus vaihtelee 35%: sta 85%: iin. Tätä harmaasäilön kiteistä kiinteää kiinteää ainetta prosessoidaan yleensä hienoksi jauheeksi, nimeltään "ferrovanadiumjauhe", ja sitä käytetään pääasiassa lisäaineena teräksen ja muiden ferrolloosien ominaisuuksien parantamiseksi. Sen kyky lisätä lujuutta, kovuutta ja korroosionkestävyyttä tekee siitä välttämättömän materiaalin teollisuudessa rakenteesta kemialliseen prosessointiin. Tässä artikkelissa tutkitaan ferrovanadiumin tuotantoa, sovelluksia ja taloudellista merkitystä, ja se tarjoaa kattavan yleiskuvan sen roolista teollisuussovelluksissa.

Ferrovanadiumkoostumus ja tuotanto

Ferrovanadium on seos, joka koostuu raudasta ja vanadista, joka on yleensä johdettu titaanista magnetiitista tai vanadiinikynästä uutetusta vanadiinipentoksidista. Vanadiumipitoisuus riippuu aiotusta käytöstä, ja yleiset arvosanat sisältävät 40–80% vanadiinia. Tuotantoprosessi sisältää erilaisia ​​pelkistysmenetelmiä, kuten:

Alumiiniterminen pelkistys: erittäin eksoterminen prosessi, joka käyttää vanadiinipentoksidia, alumiinijauhetta, teräsromua ja kalkkia ferrovanadiumin tuottamiseksi pienellä hiilipitoisuudella (0,02% - 0,06% C). Tämä menetelmä sopii korkealaatuisten seosten tuotantoon.

Piän pelkistysmenetelmä: tuottaa keskisuurten ferrovanadium- tai ferrosilicon-vanadiiniseoksia, jotka sopivat vähemmän vaativiin sovelluksiin.

Vanadiumkuonan suora seostaminen: kustannustehokas menetelmä, joka ei vaadi vanadiinin uuttamista, mutta tuottaa heikkolaatuisia seoksia, jotka sisältävät epäpuhtauksia, kuten hiiltä, ​​piitä, rikkiä, fosforia ja kromia.

Tuloksena olevan seoksen sulamispiste on noin 1480 ° C, kiinteä tiheys on 7,0 tonnia / m3 ja irtotavarana tiheys 3,3-3,9 tonnia / m3. Se käsitellään yleensä alle 200 mm: n lohkoiksi teollisuuskäyttöön.

Ferrovanadiumin sovellukset

Ferrovanadiumin monipuolisuus johtuu sen kyvystä parantaa ferrolloosien mekaanisia ja kemiallisia ominaisuuksia. Seuraavat ovat sen tärkeimmät sovellukset, jotka luokitellaan teollisuuden ja toiminnan mukaan.

1. terästuotanto

Terästeollisuus on suurin Ferrovanadiumin kuluttaja, joka vastaa suuren osan vanadiumin maailmanlaajuisesta kulutuksesta (esim. 94% Yhdysvalloissa vuonna 2017). Ferrovanadiumia käytetään yleiskäyttöisenä kovettajana, vahvistuksena ja korroosiosuojuksen lisäaineena useille teräksille, mukaan lukien:

Suuri lujuus Matala seosteräs (HSLA): Ferrovanadium parantaa vetolujuuden ja paino-suhdetta, mikä tekee HSLA-teräksistä ihanteellisia rakentamiseen (esim. Sillat, rakennukset), autokomponentit (esim. Alusta, akselit) ja putket. Sen hienojyvä rakenne, joka on luotu vanadiinikarbidien muodostumisella (V4C3), parantaa sitkeyttä ja vääntökestävyyttä.

Työkaluteräs: Käytetään työkalujen, suoli- ja muiden korkean pukeutumisosien valmistukseen johtuen sen kyvystä lisätä kovuutta ja kulumiskestävyyttä. Esimerkiksi ferrovanadium on välttämätöntä kestävien käsipyörien, kuten jakoavaimien, ruuvimeisselien ja räikköiden tuottamiseksi.

Hiili- ja seosteräs: parantaa rakenteellisten ja mekaanisten sovellusten, kuten vaihdekomponenttien ja kampiakselien yleistä laatua.

Rail and Die Steel: Ferrovanadiumia käytetään erikoistuneiden teräksien valmistukseen rautatieraiteille ja suulakkeille, joissa kestävyys ja korkean lämpötilan vastus ovat kriittisiä.

Kun ferrovanadiumnitridi on päällystetty, teräksen kulumisvastus voidaan lisätä 30-50%, joten se sopii korkean suorituskyvyn sovelluksiin, kuten jousiin ja nopeaan työkaluun.

2. kemiankäsittelyteollisuus

Ferrovanadiumin korroosionkestävyys tekee siitä arvokkaan kemiallisen prosessointiteollisuudessa, etenkin korkeapaineisissa, korkean suorituskyvyn nesteenkäsittelyjärjestelmissä. Sitä käytetään laitteissa, jotka käsittelevät syövyttäviä aineita, kuten:

Rikkihappotuotanto: Ferrovanadium-käsitelty teräs kestää rikkihapon korroosiota, varmistaen pitkäaikaisen käyttöiän teollisuuden mittakaavajärjestelmille.

Tyyppihappo- ja alkalireagenssit: Seoksen toleranssi näihin kemikaaleihin tekee siitä sopivan putkille ja säiliöille kemiallisissa kasveissa.

Tämä sovellus on kriittinen järjestelmän eheyden ylläpitämiseksi ankarissa kemiallisissa olosuhteissa.

3. Erityiset metallurgiset sovellukset

Ferrovanadiumkäytetään erityisissä metallurgisissa prosesseissa, mukaan lukien:

Karkaisen teräksen korkean lämpötilan karkaisu: ferrovanadiumjauhe, jota yleisesti kutsutaan NFE-reagenssiksi, käytetään kloridisuolauteen lämpökäsittelyn aikana. Se lisää kylvyn viskositeettia, varmistaa pinnoitteiden vakaan muodostumisen ja parantaa teräksen pintaominaisuuksia.

Vanadiumin päälejeeroitteiden tuotanto: Ferrovanadium tuotetaan lämpöreaktiolla muodostamaan päälejeeroittoja, joita sitten käytetään seotusprosesseissa erityissovelluksiin.

Ferrovanadium käsitellään tyypillisesti kustannustehokkaan termomekaanisen prosessin avulla, jotta saadaan aikaan vahvempi, kovempi, kestävämpi ja enemmän kulutuskestävää terästä, mikä on kriittisen infrastruktuurin, kuljetuksen, energiantuotannon ja raskaiden koneiden perusta.