Kam naudojamas ferrovanadiumas?

Ferrovanadium (FEV) yra pagrindinis lydinys šiuolaikinėje metalurgijoje, susidedanti iš geležies ir vanadžio, o vanadžio kiekis svyruoja nuo 35% iki 85%. Ši pilkos sidabro kristalinė kieta medžiaga paprastai perdirbama į smulkius miltelius, vadinamus „ferrovanadium milteliais“, ir daugiausia naudojamas kaip priedas, siekiant sustiprinti plieno ir kitų ferolisų savybes. Dėl sugebėjimo padidinti stiprumą, kietumą ir atsparumą korozijai, ji tampa nepakeičiama medžiaga pramonės šakose, pradedant nuo statybos iki cheminio apdorojimo. Šiame straipsnyje nagrinėjama Ferrovanadiumo gamyba, taikymas ir ekonominė reikšmė ir pateikiama išsami jo vaidmens pramonės srityje apžvalga.

Ferrovanadium kompozicija ir gamyba

Ferrovanadis yra lydinys, sudarytas iš geležies ir vanadžio, paprastai gaunamas iš vanadžio pentoksido, ekstrahuoto iš titanifero magneto ar vanadžio šlako. Vanadžio kiekis priklauso nuo numatomo naudojimo, jame yra įprastų klasių, kuriose yra nuo 40% iki 80% vanadžio. Gamybos procesas apima įvairius redukcijos metodus, tokius kaip:

Aliuminoterminis redukcija: labai egzoterminis procesas, kuriame naudojamas vanadžio pentoksidas, aliuminio milteliai, plieninis laužas ir kalkės, kad ferrovanadiumui būtų pagamintas mažas anglies kiekis (nuo 0,02% iki 0,06% C). Šis metodas tinka aukštos kokybės lydiniams gamybai.

Silicio redukcijos metodas: gamina vidutinio laipsnio ferrovanadiumo arba ferrosilicon vanadžio lydinius, tinkančius mažiau reikliam pritaikymui.

Tiesioginis vanadžio šlako legiruotas: ekonomiškai efektyvus metodas, kuriam nereikia vanadžio ekstrahavimo, tačiau gamina žemos kokybės lydinius, kuriuose yra priemaišų, tokių kaip anglis, silicis, siera, fosforas ir chromas.

Gauto lydinio lydymosi taškas yra apie 1480 ° C, kietas tankis yra 7,0 tonos / m3, o tūrinis tankis yra 3,3–3,9 tonos / m3. Paprastai jis perdirbamas į mažiau nei 200 mm blokus pramoniniam naudojimui.

Ferrovanadium taikymas

Ferrovanadiumo universalumas atsiranda dėl jo gebėjimo sustiprinti feroalikų mechanines ir chemines savybes. Toliau pateikiamos pagrindinės programos, suskirstytos į pramonę ir funkcijas.

1. Plieno gamyba

Plieno pramonė yra didžiausias Ferrovanadium vartotojas, sudarantis didelę dalį viso pasaulio vanadžio vartojimo (pvz., 94% JAV 2017 m.). Ferrovanadiumas naudojamas kaip bendrosios paskirties kietiklis, stiprintuvas ir apsaugos nuo korozijos priedas įvairiems plienams, įskaitant:

Didelis stiprumas žemas lydinio plienas (HSLA): Ferrovanadiumas pagerina tempimo stiprumo ir svorio santykį, todėl HSLA plienai yra idealūs konstrukcijai (pvz., Tiltai, pastatai), automobilių komponentai (pvz., Važiuoklė, ašys) ir vamzdžiai. Jos smulkios grūdų struktūra, sukurta formuojant vanadžio karbidus (V4C3), pagerina tvirtumą ir atsparumą sukimui.

Įrankių plienas: naudojamas pjovimo įrankių, štampų ir kitų aukštų dėvimų dalių gamybai dėl galimybės padidinti kietumą ir atsparumą nusidėvėjimui. Pvz., Ferrovanadiumas yra būtinas norint gaminti patvarius rankinius įrankius, tokius kaip veržliarakčiai, atsuktuvai ir reketuvai.

Anglies ir lydinio plienas: pagerina bendrą konstrukcinių ir mechaninių pritaikymų, tokių kaip pavarų komponentai ir alkūniniai velenai, kokybę.

Geležinkelis ir štampas: Ferrovanadiumas naudojamas specializuotiems plienams gaminti geležinkelio keliams ir štampų štampams, kur labai svarbu ilgaamžiškumas ir atsparumas aukštai temperatūrai.

Padengus ferrovanadium nitridu, plieno atsparumas dilimui gali būti padidintas 30–50%, todėl jis tinka naudoti didelio našumo naudojimui, tokioms kaip spyruoklės ir greitaeigiai įrankiai.

2. Cheminio apdorojimo pramonė

Ferrovanadiumo atsparumas korozijai daro jį vertingu cheminio perdirbimo pramonėje, ypač esant aukšto slėgio, didelio pralaidumo skysčių valdymo sistemoms. Jis naudojamas įrangoje, kuri tvarko ėsdinančias medžiagas, tokias kaip:

Sieros rūgšties gamyba: Ferrovanadium apdorotas plienas priešinasi sieros rūgšties korozijai, užtikrinant ilgą pramoninio masto sistemų tarnavimo laiką.

Druskos rūgšties ir šarminiai reagentai: Lengvo lydinio tolerancija šioms cheminėms medžiagoms daro jį tinkamą vamzdžiams ir rezervuarams cheminių medžiagų augaluose.

Ši programa yra labai svarbi norint išlaikyti sistemos vientisumą griežtomis cheminėmis sąlygomis.

3. Specialios metalurgijos programos

Ferrovanadiumyra naudojamas konkrečiuose metalurgijos procesuose, įskaitant:

Grūdinto plieno aukšto temperatūros grūdinimas: ferrovanadiumo milteliai, paprastai žinomi kaip NFE reagentas, naudojamas chlorido druskos voniose terminio apdorojimo metu. Tai padidina vonios klampumą, užtikrina stabilų dangų susidarymą ir pagerina plieno paviršiaus savybes.

Vanadžio pagrindinių lydinių gamyba: Ferrovanadium gaminamas termito reakcijoje, kad sudarytų pagrindinius lydinius, kurie vėliau naudojami lydinių procesuose specialiems pritaikymams.

Ferrovanadiumas paprastai perdirbamas per ekonomiškai efektyvų termomechaninį procesą, kad būtų sukurtas stipresnis, griežtesnis, patvaresnis ir labiau atsparios dilimui plienas, o tai yra kritinės infrastruktūros, transportavimo, energijos gamybos ir sunkiosios mašinos pagrindas.