Para que se usa Ferrovanadium?

Ferrovanadium (FEV) é unha aleación clave na metalurxia moderna, composta por ferro e vanadio, co contido de vanadio que oscila entre o 35% e o 85%. Este sólido cristalino gris-prata normalmente é procesado nun po fino, chamado "po de ferrovanadio", e úsase principalmente como aditivo para mellorar as propiedades do aceiro e outros ferroalios. A súa capacidade para aumentar a forza, a dureza e a resistencia á corrosión convérteno nun material imprescindible nas industrias que van desde a construción ata o procesamento químico. Este artigo explora a produción, as aplicacións e a importancia económica do ferrovanadio e ofrece unha visión completa do seu papel nas aplicacións industriais.

Composición e produción de ferrovanadio

O ferrovanadio é unha aliaxe composta por ferro e vanadio, normalmente derivada de pentóxido de vanadio extraído de magnetita titaníferos ou escoria de vanadio. O contido de vanadio depende do uso previsto, con notas comúns que conteñen o 40% ao 80% vanadio. O proceso de produción implica unha variedade de métodos de redución, como:

Redución aluminotérmica: un proceso altamente exotérmico que usa pentóxido de vanadio, po de aluminio, chatarra de aceiro e cal para producir ferrovanadio cun baixo contido en carbono (0,02% a 0,06% C). Este método é adecuado para a produción de aliaxes de alta calidade.

Método de redución de silicio: produce aliaxes de vanadio de ferrovanadio ou ferrosilicon adecuadas para aplicacións menos esixentes.

Aliaxe directa da escoria de vanadio: un método rendible que non require extracción de vanadio, senón que produce aliaxes de baixa calidade que conteñen impurezas como carbono, silicio, xofre, fósforo e cromo.

A aleación resultante ten un punto de fusión de aproximadamente 1480 ° C, unha densidade sólida de 7,0 toneladas / m3 e unha densidade a granel de 3,3-3,9 toneladas / m3. Normalmente é procesado en bloques inferiores a 200 mm para uso industrial.

Aplicacións de ferrovanadio

A versatilidade do ferrovanadio deriva da súa capacidade para mellorar as propiedades mecánicas e químicas dos ferroalios. As seguintes son as súas principais aplicacións, clasificadas pola industria e a función.

1. Produción de aceiro

A industria siderúrxica é o maior consumidor de ferrovanadio, que supón unha gran parte do consumo mundial de vanadio (por exemplo, o 94% nos Estados Unidos en 2017). O ferrovanadio úsase como aditivo de protección contra a protección contra a corrosión para o fortalecemento e a protección contra a corrosión para unha variedade de aceiros, incluído:

Aceiro de alia de alta resistencia (HSLA): o ferrovanadio mellora a relación entre resistencia-peso, facendo que os aceiros HSLA sexan ideais para a construción (por exemplo, pontes, edificios), compoñentes automotivos (por exemplo, chasis, eixes) e tubaxes. A súa estrutura de gran fino, creada pola formación de carburos de vanadio (V4C3), mellora a resistencia e a resistencia á torsión.

Ferramenta de aceiro: usado para facer ferramentas de corte, matrices e outras pezas de alto desgaste debido á súa capacidade para aumentar a dureza e a resistencia ao desgaste. Por exemplo, o ferrovanadio é esencial para producir ferramentas manuais duradeiras como chaves, destornilladores e trinchas.

Aceiro de carbono e aliaxe: mellora a calidade global para aplicacións estruturais e mecánicas como compoñentes de engrenaxes e cigüeñal.

Ferrovanadium úsase para facer aceiros especializados para vías do ferrocarril e matrices de casting, onde a durabilidade e a resistencia de alta temperatura son críticas.

Cando se recubra con nitruro de ferrovanadio, a resistencia ao desgaste do aceiro pódese aumentar nun 30-50%, tornándoa adecuada para aplicacións de alto rendemento como resortes e ferramentas de alta velocidade.

2. Industria de procesamento químico

A resistencia á corrosión do ferrovanadio fai que sexa valiosa na industria de procesamento químico, especialmente nos sistemas de manexo de fluídos de alto rendemento de alto rendemento. Úsase en equipos que manexa substancias corrosivas, como:

Produción de ácido sulfúrico: o aceiro tratado con ferrovanadio resiste á corrosión do ácido sulfúrico, garantindo unha longa vida para sistemas a escala industrial.

Reactivos de ácido clorhídrico e alcalino: a tolerancia da aleación a estes produtos químicos fai que sexa adecuado para tubos e tanques en plantas químicas.

Esta aplicación é fundamental para manter a integridade do sistema en condicións químicas duras.

3. Aplicacións metalúrxicas especiais

Ferrovanadioúsase en procesos metalúrxicos específicos, incluíndo:

Temperado de alta temperatura de aceiro endurecido: o po de ferrovanadio, coñecido como reactivo NFE, úsase nos baños de sal de cloruro durante o tratamento térmico. Aumenta a viscosidade do baño, asegura unha formación estable de revestimentos e mellora as propiedades da superficie do aceiro.

Produción de aliaxes mestras de vanadio: o ferrovanadio é producido por reacción termita para formar aliaxes mestras, que logo se usan en procesos de aliaxe para aplicacións especiais.

O ferrovanadio é normalmente procesado mediante un proceso termomecánico rendible para producir aceiro máis forte, máis duro, máis duradeiro e resistente ao desgaste, que é a base para a infraestrutura crítica, o transporte, a produción de enerxía e a maquinaria pesada.