A cosa serve il ferrovanadio?

Ferrovanadium (FEV) è una lega chiave nella moderna metallurgia, composta da ferro e vanadio, con il contenuto del vanadio che va dal 35% all'85%. Questo solido cristallino grigio-silver viene solitamente trasformato in una polvere fine, chiamata "polvere di ferrovanadium", ed è principalmente usato come additivo per migliorare le proprietà dell'acciaio e di altri piste. La sua capacità di aumentare la resistenza, la durezza e la resistenza alla corrosione lo rende un materiale indispensabile nelle industrie che vanno dalla costruzione alla lavorazione chimica. Questo articolo esplora la produzione, le applicazioni e il significato economico del ferrovanadio e fornisce una panoramica completa del suo ruolo nelle applicazioni industriali.

Composizione e produzione di ferrovanadium

Il ferrovanadio è una lega composta da ferro e vanadio, generalmente derivato da pentossido di vanadio estratto da magnetite titanifero o scorie di vanadio. Il contenuto del vanadio dipende dall'uso previsto, con gradi comuni contenenti il ​​40-80% di vanadio. Il processo di produzione prevede una varietà di metodi di riduzione, come:

Riduzione alluminotermica: un processo altamente esotermico che utilizza pentossido di vanadio, polvere di alluminio, rottami in acciaio e calce per produrre ferrovanadium con un basso contenuto di carbonio (da 0,02% allo 0,06% C). Questo metodo è adatto alla produzione di leghe di alta qualità.

Metodo di riduzione del silicio: produce leghe di Ferrovanadium o Ferrosilicon Vanadio di media qualità adatte a applicazioni meno esigenti.

Lega diretta delle scorie di vanadio: un metodo economico che non richiede l'estrazione del vanadio, ma produce leghe di bassa qualità contenenti impurità come carbonio, silicio, zolfo, fosforo e cromo.

La lega risultante ha un punto di fusione di circa 1480 ° C, una densità solida di 7,0 tonnellate / M3 e una densità di massa di 3,3-3,9 tonnellate / M3. Di solito viene elaborato in blocchi inferiori a 200 mm per uso industriale.

Applicazioni di ferrovanadium

La versatilità del ferrovanadio deriva dalla sua capacità di migliorare le proprietà meccaniche e chimiche delle ferrolloe. Le seguenti sono le sue applicazioni principali, classificate per industria e funzione.

1. Produzione in acciaio

L'industria siderurgica è il più grande consumatore di ferrovanadium, che rappresenta gran parte del consumo globale del vanadio (ad esempio, il 94% negli Stati Uniti nel 2017). Il ferrovanadio è usato come additivo indurente, rafforzamento e protezione della corrosione per uso generale per una varietà di acciai, tra cui:

L'acciaio in lega bassa ad alta resistenza (HSLA): il ferrovanadium migliora il rapporto resistenza alla trazione, rendendo gli acciai HSLA ideali per la costruzione (ad es. Ponti, edifici), componenti automobilistici (ad es. Chassis, assi) e tubi. La sua struttura a grana fine, creata dalla formazione di carburi di vanadio (V4C3), migliora la resistenza e la resistenza alla torsione.

Acciaio per utensili: utilizzato per realizzare utensili da taglio, stampi e altre parti ad alto consumo grazie alla sua capacità di aumentare la durezza e la resistenza all'usura. Ad esempio, Ferrovanadium è essenziale per produrre strumenti manuali durevoli come chiavi, cacciaviti e cricchetti.

Acciaio di carbonio e lega: migliora la qualità complessiva per applicazioni strutturali e meccaniche come componenti degli ingranaggi e alberi a gomiti.

Rail and Die Steel: il ferrovanadio viene utilizzato per creare acciai specializzati per binari della ferrovia e stampi, dove sono fondamentali la durata e la resistenza ad alta temperatura.

Se rivestito con nitruro di ferrovanadio, la resistenza all'usura dell'acciaio può essere aumentata del 30-50%, rendendolo adatto per applicazioni ad alte prestazioni come molle e strumenti ad alta velocità.

2. Industria di trasformazione chimica

La resistenza alla corrosione del ferrovanadio lo rende prezioso nel settore della lavorazione chimica, in particolare nei sistemi di manipolazione dei fluidi ad alta pressione e ad alto rendimento. È usato nell'attrezzatura che gestisce sostanze corrosive, come:

Produzione di acido solforico: acciaio trattato con ferrovanadio resiste alla corrosione dell'acido solforico, garantendo una lunga vita per i sistemi su scala industriale.

Acido cloridrico e reagenti alcalini: la tolleranza della lega a queste sostanze chimiche lo rende adatto a tubi e serbatoi nelle piante chimiche.

Questa applicazione è fondamentale per mantenere l'integrità del sistema in condizioni chimiche difficili.

3. Applicazioni metallurgiche speciali

Ferrovanadiumviene utilizzato in specifici processi metallurgici, tra cui:

Temperatura ad alta temperatura di acciaio temprato: la polvere di ferrovanadio, comunemente noto come reagente NFE, viene utilizzata nei bagni di sale di cloruro durante il trattamento termico. Aumenta la viscosità del bagno, garantisce una formazione stabile di rivestimenti e migliora le proprietà della superficie dell'acciaio.

Produzione di leghe master del vanadio: il ferrovanadio è prodotto da Themite Reaction per formare leghe principali, che vengono quindi utilizzate nei processi di lega per applicazioni speciali.

Il ferrovanadio viene generalmente elaborato attraverso un processo termomeccanico economico per produrre acciaio più forte, più duro, più resistente e più resistente all'usura, che è la base per infrastrutture critiche, trasporti, produzione di energia e macchinari pesanti.