Waar wordt Ferrovanadium voor gebruikt?

Ferrovanadium (FEV) is een belangrijke legering in moderne metallurgie, bestaande uit ijzer en vanadium, waarbij het vanadiumgehalte varieert van 35% tot 85%. Deze grijs-zilver kristallijne vaste stof wordt meestal verwerkt tot een fijn poeder, "ferrovanadiumpoeder" genoemd en wordt voornamelijk gebruikt als een additief om de eigenschappen van staal en andere ferroalloys te verbeteren. Het vermogen om sterkte, hardheid en corrosieweerstand te vergroten, maakt het een onmisbaar materiaal in industrieën, variërend van constructie tot chemische verwerking. Dit artikel onderzoekt de productie, toepassingen en economische betekenis van Ferrovanadium en biedt een uitgebreid overzicht van zijn rol in industriële toepassingen.

Ferrovanadium -samenstelling en productie

Ferrovanadium is een legering bestaande uit ijzer en vanadium, meestal afgeleid van vanadium pentoxide geëxtraheerd uit titaniferous magnetiet of vanadiumslak. Het vanadiumgehalte is afhankelijk van het beoogde gebruik, met gemeenschappelijke cijfers met 40% tot 80% vanadium. Het productieproces omvat verschillende reductiemethoden, zoals:

Aluminotherme reductie: een zeer exotherme proces dat vanadium pentoxide, aluminium poeder, stalen schroot en limoen gebruikt om ferrovanadium te produceren met een laag koolstofgehalte (0,02% tot 0,06% c). Deze methode is geschikt voor de productie van hoogwaardige legeringen.

Siliconenreductiemethode: produceert middelgrote ferrovanadium of ferrosilicon vanadiumlegeringen die geschikt zijn voor minder veeleisende toepassingen.

Directe legering van vanadiumslak: een kosteneffectieve methode die geen vanadium-extractie vereist, maar legeringen van lage kwaliteit produceert die onzuiverheden bevatten zoals koolstof, silicium, zwavel, fosfor en chroom.

De resulterende legering heeft een smeltpunt van ongeveer 1480 ° C, een vaste dichtheid van 7,0 ton / m3 en een bulkdichtheid van 3,3-3,9 ton / m3. Het wordt meestal verwerkt tot blokken minder dan 200 mm voor industrieel gebruik.

Toepassingen van Ferrovanadium

De veelzijdigheid van ferrovanadium komt voort uit zijn vermogen om de mechanische en chemische eigenschappen van ferroalloys te verbeteren. Hierna volgen de belangrijkste toepassingen, gecategoriseerd door industrie en functie.

1. Staalproductie

De staalindustrie is de grootste consument van Ferrovanadium, goed voor een groot deel van het wereldwijde vanadiumverbruik (bijvoorbeeld 94% in de Verenigde Staten in 2017). Ferrovanadium wordt gebruikt als een additief voor het additief van een algemene purpose, versterker en corrosiebescherming voor een verscheidenheid aan staal, waaronder:

High Strength Low Legering Steel (HSLA): Ferrovanadium verbetert de treksterkte-tot-gewichtsverhouding, waardoor HSLA-staalsegel ideaal is voor constructie (bijv. Bruggen, gebouwen), auto-componenten (bijv. Chassis, assen) en pijpen. De fijne korrelstructuur, gecreëerd door de vorming van vanadiumcarbiden (V4C3), verbetert de taaiheid en weerstand tegen torsie.

Gereedschapsstaal: gebruikt om snijgereedschap, sterft en andere onderdelen met een hoog draagtje te maken vanwege het vermogen om de hardheid te vergroten en weerstand te dragen. Ferrovanadium is bijvoorbeeld essentieel voor het produceren van duurzame handgereedschap zoals sleutels, schroevendraaiers en ratels.

Koolstof en legeringsstaal: verbetert de algehele kwaliteit voor structurele en mechanische toepassingen zoals versnellingscomponenten en krukassen.

Rail en matrijs staal: Ferrovanadium wordt gebruikt om gespecialiseerde staalsoorten te maken voor spoorwegsporen en sterfverotende sterft, waar duurzaamheid en weerstand op hoge temperatuur van cruciaal belang zijn.

Wanneer gecoat met ferrovanadiumnitride, kan de slijtvastheid van staal met 30-50%worden verhoogd, waardoor het geschikt is voor krachtige toepassingen zoals veren en snelle gereedschappen.

2.. Chemische verwerkingsindustrie

De corrosieweerstand van Ferrovanadium maakt het waardevol in de chemische verwerkingsindustrie, vooral in hogedruk, high-throughput vloeistofafhandelingssystemen. Het wordt gebruikt in apparatuur die corrosieve stoffen verwerkt, zoals:

Zwavelzuurproductie: met ferrovanadium behandeld staal is bestand tegen zwavelzuurcorrosie en zorgt voor een lange levensduur van systemen op industriële schaal.

Zoutzuur en alkalische reagentia: de tolerantie van de legering voor deze chemicaliën maakt het geschikt voor buizen en tanks in chemische planten.

Deze toepassing is van cruciaal belang voor het handhaven van de integriteit van het systeem onder harde chemische omstandigheden.

3. Speciale metallurgische toepassingen

Ferrovanadiumwordt gebruikt in specifieke metallurgische processen, waaronder:

Hoge temperatuur temperen van gehard staal: ferrovanadiumpoeder, algemeen bekend als NFE-reagens, wordt tijdens de warmtebehandeling gebruikt in chloridezoutbaden. Het verhoogt de viscositeit van het bad, zorgt voor stabiele vorming van coatings en verbetert de oppervlakte -eigenschappen van het staal.

Productie van vanadium masterlegeringen: Ferrovanadium wordt geproduceerd door thermietreactie op het vormen van masterlegeringen, die vervolgens worden gebruikt in legeringsprocessen voor speciale toepassingen.

Ferrovanadium wordt typisch verwerkt via een kosteneffectief thermomechanisch proces om sterker, harder, duurzamer en meer slijtvast staal te produceren, wat de basis vormt voor kritieke infrastructuur, transport, energieproductie en zware machines.