Apa yang digunakan oleh Ferrovanadium?

Ferrovanadium (FEV) adalah aloi utama dalam metalurgi moden, yang terdiri daripada besi dan vanadium, dengan kandungan vanadium antara 35% hingga 85%. Pepejal kristal kelabu ini biasanya diproses menjadi serbuk halus, yang dipanggil "serbuk ferrovanadium", dan terutamanya digunakan sebagai bahan tambahan untuk meningkatkan sifat-sifat keluli dan ferroalloy lain. Keupayaannya untuk meningkatkan kekuatan, kekerasan dan rintangan kakisan menjadikannya bahan yang sangat diperlukan dalam industri dari pembinaan ke pemprosesan kimia. Artikel ini meneroka pengeluaran, aplikasi dan kepentingan ekonomi Ferrovanadium, dan memberikan gambaran menyeluruh tentang peranannya dalam aplikasi perindustrian.

Komposisi dan Pengeluaran Ferrovanadium

Ferrovanadium adalah aloi yang terdiri daripada besi dan vanadium, biasanya berasal dari vanadium pentoxide yang diekstrak dari magnetit titaniferous atau vanadium. Kandungan vanadium bergantung kepada penggunaan yang dimaksudkan, dengan gred umum yang mengandungi 40% hingga 80% vanadium. Proses pengeluaran melibatkan pelbagai kaedah pengurangan, seperti:

Pengurangan aluminotermik: Proses yang sangat eksotermik yang menggunakan vanadium pentoxide, serbuk aluminium, sekerap keluli dan kapur untuk menghasilkan ferrovanadium dengan kandungan karbon rendah (0.02% hingga 0.06% C). Kaedah ini sesuai untuk pengeluaran aloi berkualiti tinggi.

Kaedah pengurangan silikon: menghasilkan aloi vanadium ferrosilicon gred sederhana yang sesuai untuk aplikasi yang kurang menuntut.

Pengaliran langsung Vanadium Slag: Kaedah kos efektif yang tidak memerlukan pengekstrakan vanadium, tetapi menghasilkan aloi berkualiti rendah yang mengandungi kekotoran seperti karbon, silikon, sulfur, fosforus dan kromium.

Aloi yang dihasilkan mempunyai titik lebur kira-kira 1480 ° C, ketumpatan pepejal sebanyak 7.0 tan / m3 dan ketumpatan pukal 3.3-3.9 tan / m3. Ia biasanya diproses ke dalam blok kurang daripada 200 mm untuk kegunaan perindustrian.

Aplikasi Ferrovanadium

Fleksibiliti ferrovanadium berpunca dari keupayaannya untuk meningkatkan sifat -sifat mekanikal dan kimia ferroalloys. Berikut adalah aplikasi utamanya, dikategorikan oleh industri dan fungsi.

1. Pengeluaran keluli

Industri keluli adalah pengguna terbesar Ferrovanadium, menyumbang sebahagian besar penggunaan vanadium global (mis., 94% di Amerika Syarikat pada tahun 2017). Ferrovanadium digunakan sebagai pengeras tujuan umum, penguat, dan bahan perlindungan kakisan untuk pelbagai keluli, termasuk:

Kekuatan tinggi keluli aloi rendah (HSLA): Ferrovanadium meningkatkan nisbah kekuatan ke berat badan, menjadikan keluli HSLA sesuai untuk pembinaan (mis., Jambatan, bangunan), komponen automotif (mis., Casis, gandar) dan paip. Struktur bijirinnya yang halus, yang dicipta oleh pembentukan karbida vanadium (V4C3), meningkatkan ketangguhan dan ketahanan terhadap kilasan.

Keluli Alat: Digunakan untuk membuat alat pemotongan, mati, dan bahagian-bahagian lain yang dipakai kerana keupayaannya untuk meningkatkan kekerasan dan rintangan memakai. Sebagai contoh, ferrovanadium adalah penting untuk menghasilkan alat tangan tahan lama seperti perengkuh, pemutar skru, dan ratchet.

Karbon dan keluli aloi: Meningkatkan kualiti keseluruhan untuk aplikasi struktur dan mekanikal seperti komponen gear dan crankshafts.

Rail dan Die Steel: Ferrovanadium digunakan untuk membuat keluli khusus untuk trek kereta api dan mati mati, di mana ketahanan dan rintangan suhu tinggi adalah kritikal.

Apabila disalut dengan ferrovanadium nitride, rintangan haus keluli boleh ditingkatkan sebanyak 30-50%, menjadikannya sesuai untuk aplikasi berprestasi tinggi seperti mata air dan alat berkelajuan tinggi.

2. Industri Pemprosesan Kimia

Rintangan kakisan ferrovanadium menjadikannya berharga dalam industri pemprosesan kimia, terutamanya dalam tekanan tinggi, sistem pengendalian cecair tinggi. Ia digunakan dalam peralatan yang mengendalikan bahan yang menghakis, seperti:

Pengeluaran asid sulfurik: Ferrovanadium dirawat keluli menentang kakisan asid sulfurik, memastikan kehidupan yang panjang untuk sistem skala industri.

Asid hidroklorik dan reagen alkali: Toleransi aloi terhadap bahan kimia ini menjadikannya sesuai untuk paip dan tangki dalam tumbuhan kimia.

Aplikasi ini penting untuk mengekalkan integriti sistem di bawah keadaan kimia yang keras.

3. Aplikasi metalurgi khas

Ferrovanadiumdigunakan dalam proses metalurgi tertentu, termasuk:

Pembasmian suhu tinggi keluli keras: serbuk ferrovanadium, yang biasanya dikenali sebagai reagen NFE, digunakan dalam mandi garam klorida semasa rawatan haba. Ia meningkatkan kelikatan mandi, memastikan pembentukan salutan yang stabil, dan meningkatkan sifat permukaan keluli.

Pengeluaran Vanadium Master Alloys: Ferrovanadium dihasilkan oleh reaksi thermite untuk membentuk aloi induk, yang kemudiannya digunakan dalam proses pengalihan untuk aplikasi khas.

Ferrovanadium biasanya diproses melalui proses thermomechanical kos efektif untuk menghasilkan keluli yang lebih kuat, lebih tahan lama, lebih tahan lama dan lebih tahan, yang merupakan asas untuk infrastruktur kritikal, pengangkutan, pengeluaran tenaga dan jentera berat.