फेरोवानाडियम (FEV) आधुनिक धातु विज्ञान में एक प्रमुख मिश्र धातु है, जिसमें लोहे और वैनेडियम शामिल हैं, जिसमें वैनेडियम सामग्री 35% से 85% तक है। इस ग्रे-सिल्वर क्रिस्टलीय ठोस को आमतौर पर एक महीन पाउडर में संसाधित किया जाता है, जिसे "फेरोवानाडियम पाउडर" कहा जाता है, और मुख्य रूप से स्टील और अन्य फेरोएलॉय के गुणों को बढ़ाने के लिए एक योजक के रूप में उपयोग किया जाता है। ताकत, कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध बढ़ाने की इसकी क्षमता निर्माण से लेकर रासायनिक प्रसंस्करण तक उद्योगों में एक अपरिहार्य सामग्री बनाती है। यह लेख फेरोवनडियम के उत्पादन, अनुप्रयोगों और आर्थिक महत्व की पड़ताल करता है, और औद्योगिक अनुप्रयोगों में अपनी भूमिका का व्यापक अवलोकन प्रदान करता है।
फेरोवानाडियम रचना और उत्पादन
फेरोवनडियम एक मिश्र धातु है जो लोहे और वैनेडियम से बना है, जो आमतौर पर टाइटेनिफेरस मैग्नेटाइट या वैनेडियम स्लैग से निकाले गए वैनेडियम पेंटोक्साइड से लिया जाता है। वैनेडियम सामग्री इच्छित उपयोग पर निर्भर करती है, जिसमें सामान्य ग्रेड 40% से 80% वैनेडियम होते हैं। उत्पादन प्रक्रिया में विभिन्न प्रकार की कमी के तरीके शामिल हैं, जैसे:
एल्यूमीनोथर्मिक कमी: एक अत्यधिक एक्सोथर्मिक प्रक्रिया जो कम कार्बन सामग्री (0.02% से 0.06% सी) के साथ फेरोवानाडियम का उत्पादन करने के लिए वैनेडियम पेंटोक्साइड, एल्यूमीनियम पाउडर, स्टील स्क्रैप और चूने का उपयोग करती है। यह विधि उच्च गुणवत्ता वाले मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए उपयुक्त है।
सिलिकॉन रिडक्शन मेथड: कम मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त मध्यम-ग्रेड फेरोवानाडियम या फेरोसिलिकॉन वैनेडियम मिश्र धातुओं का उत्पादन करता है।
वैनेडियम स्लैग के प्रत्यक्ष मिश्र धातु: एक लागत-प्रभावी विधि जिसमें वैनेडियम निष्कर्षण की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन कम गुणवत्ता वाले मिश्र धातुओं का उत्पादन करता है जिसमें कार्बन, सिलिकॉन, सल्फर, फॉस्फोरस और क्रोमियम जैसी अशुद्धियां होती हैं।
परिणामी मिश्र धातु में लगभग 1480 डिग्री सेल्सियस का पिघलने का बिंदु, 7.0 टन / m3 का एक ठोस घनत्व और 3.3-3.9 टन / m3 का बल्क घनत्व है। यह आमतौर पर औद्योगिक उपयोग के लिए 200 मिमी से कम ब्लॉक में संसाधित किया जाता है।
फेरोवानाडियम के अनुप्रयोग
फेरोवनडियम की बहुमुखी प्रतिभा फेरोएलॉय के यांत्रिक और रासायनिक गुणों को बढ़ाने की क्षमता से उपजी है। निम्नलिखित इसके मुख्य अनुप्रयोग हैं, जिन्हें उद्योग और कार्य द्वारा वर्गीकृत किया गया है।
1। स्टील का उत्पादन
स्टील उद्योग फेरोवनडियम का सबसे बड़ा उपभोक्ता है, जो वैश्विक वैनेडियम की खपत के एक बड़े हिस्से के लिए लेखांकन है (जैसे, 2017 में संयुक्त राज्य अमेरिका में 94%)। फेरोवानाडियम का उपयोग एक सामान्य-उद्देश्य हार्डनर, स्ट्रॉन्गनर और जंग सुरक्षा के रूप में किया जाता है, जिसमें विभिन्न प्रकार के स्टील्स के लिए एडिटिव शामिल हैं, जिनमें शामिल हैं:
उच्च शक्ति कम मिश्र धातु स्टील (HSLA): फेरोवानाडियम तन्य शक्ति-से-वजन अनुपात में सुधार करता है, जिससे एचएसएलए स्टील्स निर्माण के लिए आदर्श बनाता है (जैसे, पुल, इमारतें), मोटर वाहन घटकों (जैसे, चेसिस, एक्सल), और पाइप। वैनेडियम कार्बाइड्स (V4C3) के गठन द्वारा बनाई गई इसकी ठीक अनाज संरचना, मरोड़ के लिए क्रूरता और प्रतिरोध में सुधार करती है।
टूल स्टील: कठोरता बढ़ाने और प्रतिरोध पहनने की क्षमता के कारण टूल, मर जाता है और अन्य उच्च-पहनने वाले भागों को बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, फेरोवनडियम टिकाऊ हाथ उपकरण जैसे कि रिंच, स्क्रूड्राइवर्स और रैचेट्स के उत्पादन के लिए आवश्यक है।
कार्बन और मिश्र धातु स्टील: गियर घटकों और क्रैंकशाफ्ट जैसे संरचनात्मक और यांत्रिक अनुप्रयोगों के लिए समग्र गुणवत्ता में सुधार करता है।
रेल और डाई स्टील: फेरोवानाडियम का उपयोग रेल पटरियों और डाई-कास्टिंग मरने के लिए विशेष स्टील्स बनाने के लिए किया जाता है, जहां स्थायित्व और उच्च तापमान प्रतिरोध महत्वपूर्ण हैं।
जब फेरोवनडियम नाइट्राइड के साथ लेपित होता है, तो स्टील के पहनने के प्रतिरोध को 30-50%तक बढ़ाया जा सकता है, जिससे यह स्प्रिंग्स और उच्च गति वाले उपकरण जैसे उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है।
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2। रासायनिक प्रसंस्करण उद्योग
फेरोवानाडियम का संक्षारण प्रतिरोध इसे रासायनिक प्रसंस्करण उद्योग में मूल्यवान बनाता है, विशेष रूप से उच्च दबाव, उच्च-थ्रूपुट द्रव हैंडलिंग सिस्टम में। इसका उपयोग उन उपकरणों में किया जाता है जो संक्षारक पदार्थों को संभालते हैं, जैसे:
सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन: फेरोवानाडियम ट्रीटेड स्टील ने औद्योगिक पैमाने पर प्रणालियों के लिए लंबे जीवन को सुनिश्चित करते हुए, सल्फ्यूरिक एसिड जंग का विरोध किया।
हाइड्रोक्लोरिक एसिड और क्षारीय अभिकर्मकों: इन रसायनों के लिए मिश्र धातु की सहिष्णुता इसे रासायनिक पौधों में पाइप और टैंक के लिए उपयुक्त बनाती है।
यह अनुप्रयोग कठोर रासायनिक परिस्थितियों में प्रणाली की अखंडता को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।
3। विशेष धातुकर्म अनुप्रयोग
फेरोवानाडियमविशिष्ट धातुकर्म प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:
कठोर स्टील का उच्च तापमान टेम्परिंग: फेरोवनडियम पाउडर, जिसे आमतौर पर एनएफई अभिकर्मक के रूप में जाना जाता है, का उपयोग गर्मी उपचार के दौरान क्लोराइड नमक स्नान में किया जाता है। यह स्नान की चिपचिपाहट को बढ़ाता है, कोटिंग्स के स्थिर गठन को सुनिश्चित करता है, और स्टील की सतह के गुणों में सुधार करता है।
वैनेडियम मास्टर मिश्र धातुओं का उत्पादन: फेरोवनडियम का उत्पादन थर्माइट प्रतिक्रिया द्वारा मास्टर मिश्र धातुओं के रूप में किया जाता है, जो तब विशेष अनुप्रयोगों के लिए मिश्र धातु प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है।
फेरोवनडियम को आम तौर पर मजबूत, कठिन, अधिक टिकाऊ और अधिक पहनने के प्रतिरोधी स्टील का उत्पादन करने के लिए एक लागत प्रभावी थर्मोमैकेनिकल प्रक्रिया के माध्यम से संसाधित किया जाता है, जो महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे, परिवहन, ऊर्जा उत्पादन और भारी मशीनरी के लिए आधार है।