Ferrovanadium (FEV) je ključna legura u modernoj metalurgiji, koja se sastoji od željeza i vanadija, s sadržajem vanadija u rasponu od 35% do 85%. Ova siva kristalna krutina obično se prerađuje u fini prah, nazvan "ferovanadijski prah", a uglavnom se koristi kao aditiv za poboljšanje svojstava čelika i drugih ferolela. Njegova sposobnost povećanja čvrstoće, tvrdoće i otpornosti na koroziju čini ga neophodnim materijalom u industrijama u rasponu od izgradnje do kemijske prerade. Ovaj članak istražuje proizvodnju, primjenu i ekonomski značaj Ferrovanadiuma i pruža sveobuhvatan pregled njegove uloge u industrijskim primjenama.
Ferrovanadij sastav i proizvodnja
Ferrovanadij je legura sačinjena od željeza i vanadija, obično izvedena iz vanadij pentoksida izvađenog iz titanskog magnetita ili vanadijske šljake. Sadržaj vanadija ovisi o namjeravanoj uporabi, a uobičajene ocjene sadrže 40% do 80% vanadij. Proces proizvodnje uključuje različite metode smanjenja, poput:
Aluminotermičko smanjenje: visoko egzotermički postupak koji koristi vanadij pentoksid, aluminijski prah, čelični otpad i vapno za proizvodnju ferovanadij s niskim udjelom ugljika (0,02% do 0,06% C). Ova je metoda prikladna za proizvodnju visokokvalitetnih legura.
Metoda redukcije silicija: proizvodi srednje razredne legure ferovanadija ili ferrosilicon vanadium pogodne za manje zahtjevne primjene.
Izravno legiranje vanadijske šljake: ekonomična metoda koja ne zahtijeva ekstrakciju vanadijuma, ali stvara niskokvalitetne legure koje sadrže nečistoće poput ugljika, silicija, sumpora, fosfora i kroma.
Rezultirajuća legura ima talište od oko 1480 ° C, čvrstu gustoću od 7,0 tona / m3 i skupnu gustoću od 3,3-3,9 tona / m3. Obično se obrađuje u blokove manje od 200 mm za industrijsku upotrebu.
Primjene ferovanadija
Svestranost ferovanadij proizlazi iz njegove sposobnosti da poboljšaju mehanička i kemijska svojstva ferologela. Slijede njegove glavne aplikacije, kategorizirane po industriji i funkciji.
1. Proizvodnja čelika
Čelična industrija najveći je potrošač Ferrovanadium -a, koji čini veliki dio globalne potrošnje vanadijuma (npr. 94% u Sjedinjenim Državama u 2017. godini). Ferrovanadij se koristi kao općenito namjera za učvršćivanje, jačanje i zaštitu od korozije za razne čelike, uključujući:
Čelik s niskom legurom visoke čvrstoće (HSLA): Ferrovanadium poboljšava omjer vlačne čvrstoće i težine, čineći HSLA čelike idealnim za izgradnju (npr. Mostovi, zgrade), automobilske komponente (npr., Šasa, osovine) i cijevi. Njegova sitna struktura zrna, stvorena stvaranjem vanadijskih karbida (V4C3), poboljšava žilavost i otpornost na torziju.
Alatni čelik: Koristi se za izradu alata za rezanje, matrice i ostalih dijelova visoke odjeće zbog svoje sposobnosti povećanja tvrdoće i otpornosti na habanje. Na primjer, Ferrovanadium je ključan za proizvodnju izdržljivih ručnih alata kao što su ključevi, odvijači i ratcheti.
Ugljični i leguri čelik: poboljšava ukupnu kvalitetu strukturnih i mehaničkih primjena kao što su komponente zupčanika i radilice.
Željeznički i dubinski čelik: Ferrovanadium se koristi za izradu specijaliziranih čelika za željezničke pruge i matrice za lijevanje, gdje su kritični trajnost i otpornost na visoku temperaturu.
Kada je obložen ferovanadijskim nitridom, otpornost čelika može se povećati za 30-50%, što ga čini pogodnim za aplikacije visokih performansi kao što su opruge i alate velike brzine.
.jpg)
2. Industrija kemijske prerade
Rezistencija korozije ferovanadija čini ga vrijednim u industriji kemijske prerade, posebno u sustavima za upravljanje tekućinom visokog tlaka. Koristi se u opremi koja obrađuje korozivne tvari, poput:
Proizvodnja sumporne kiseline: Čelik tretiran sa ferovanadiju odolijeva koroziji sumporne kiseline, osiguravajući dugi život za industrijske sustave.
Klorovodična kiselina i alkalni reagensi: Tolerancija legure na ove kemikalije čini je pogodnom za cijevi i spremnici u kemijskim biljkama.
Ova je aplikacija presudna za održavanje integriteta sustava u teškim kemijskim uvjetima.
3. Posebne metalurške aplikacije
Ferovanadijumkoristi se u određenim metalurškim procesima, uključujući:
Visokotemperaturno kantiranje očvrsnog čelika: Ferrovanadij prah, obično poznat kao NFE reagens, koristi se u kupkama s kloridnim soli tijekom toplinske obrade. Povećava viskoznost kupke, osigurava stabilno stvaranje premaza i poboljšava površinska svojstva čelika.
Proizvodnja master legura vanadija: Ferrovanadium se proizvodi termitskom reakcijom u formiranje matičnih legura, koje se zatim koriste u legiranjem procesa za posebne primjene.
Ferrovanadij se obično obrađuje isplativim termomehaničkim postupkom kako bi se stvorio jači, čvršći, izdržljiviji i otporniji čelik otporniji na habanje, što je osnova za kritičnu infrastrukturu, transport, proizvodnju energije i teške strojeve.