Ferrovanadium (FEV) este un aliaj cheie în metalurgia modernă, formată din fier și vanadiu, cu conținutul de vanadiu cuprins între 35% și 85%. Acest solid cristalin cu argint-cenușiu este de obicei prelucrat într-o pulbere fină, numită „pulbere de ferrovanadiu” și este utilizat în principal ca aditiv pentru a îmbunătăți proprietățile oțelului și al altor feroalieri. Capacitatea sa de a crește rezistența, duritatea și rezistența la coroziune îl face un material indispensabil în industrii, de la construcții până la prelucrarea chimică. Acest articol explorează producția, aplicațiile și semnificația economică a Ferrovanadiului și oferă o imagine de ansamblu cuprinzătoare a rolului său în aplicațiile industriale.
Compoziție și producție de ferrovanadiu
Ferrovanadium este un aliaj compus din fier și vanadiu, derivat de obicei din pentoxid de vanadiu extras din magnetita titanifere sau zgură de vanadiu. Conținutul de vanadiu depinde de utilizarea prevăzută, cu grade comune conținând 40% până la 80% vanadiu. Procesul de producție implică o varietate de metode de reducere, cum ar fi:
Reducerea aluminotermică: un proces extrem de exotermic care folosește pentoxid de vanadiu, pulbere de aluminiu, resturi de oțel și var pentru a produce ferrovanadiu cu un conținut scăzut de carbon (0,02% până la 0,06% C). Această metodă este potrivită pentru producerea de aliaje de înaltă calitate.
Metoda de reducere a siliciului: produce aliaje de ferovanadiu de grad mediu sau Ferrosilicon Vanadium adecvate pentru aplicații mai puțin solicitante.
Alierea directă a zgurii de vanadiu: o metodă rentabilă care nu necesită extracție de vanadiu, dar produce aliaje de calitate scăzută care conțin impurități precum carbon, siliciu, sulf, fosfor și crom.
Aliajul rezultat are un punct de topire de aproximativ 1480 ° C, o densitate solidă de 7,0 tone / m3 și o densitate în vrac de 3,3-3,9 tone / m3. De obicei este procesat în blocuri mai mici de 200 mm pentru uz industrial.
Aplicații de Ferrovanadiu
Versatilitatea Ferrovanadiului provine din capacitatea sa de a îmbunătăți proprietățile mecanice și chimice ale feroaliei. Următoarele sunt principalele sale aplicații, clasificate în funcție de industrie și funcție.
1. Producția de oțel
Industria siderurgică este cel mai mare consumator de Ferrovanadiu, reprezentând o mare parte din consumul global de vanadiu (de exemplu, 94% în Statele Unite în 2017). Ferrovanadium este utilizat ca un aditiv de protecție generală, consolidare și protecție împotriva coroziunii pentru o varietate de oțeluri, inclusiv:
Oțel cu aliaj scăzut de înaltă rezistență (HSLA): Ferrovanadium îmbunătățește raportul de rezistență-greutate la tracțiune, ceea ce face ca oțelurile HSLA să fie ideale pentru construcție (de exemplu, poduri, clădiri), componente auto (de exemplu, șasiu, axe) și conducte. Structura sa de cereale fine, creată prin formarea carburilor de vanadiu (V4C3), îmbunătățește duritatea și rezistența la torsiune.
Oțelul sculei: folosit pentru a face unelte de tăiere, matrițe și alte piese de uzură ridicată datorită capacității sale de a crește duritatea și rezistența la uzură. De exemplu, Ferrovanadium este esențial pentru producerea uneltelor de mână durabile, cum ar fi chei, șurubelnițe și clichete.
Oțel de carbon și aliaj: îmbunătățește calitatea generală pentru aplicații structurale și mecanice, cum ar fi componentele angrenajului și arborele cotit.
Oțel feroviar și matriță: Ferrovanadium este utilizat pentru a face oțeluri specializate pentru căile ferate și moare de turnare, unde durabilitatea și rezistența la temperaturi ridicate sunt critice.
Când este acoperit cu nitrură de ferrovanadiu, rezistența la uzură a oțelului poate fi crescută cu 30-50%, ceea ce o face potrivită pentru aplicații de înaltă performanță, cum ar fi arcuri și instrumente de mare viteză.
.jpg)
2. Industria procesării chimice
Rezistența la coroziune a ferrovanadiului o face valoroasă în industria de prelucrare a chimice, în special în sistemele de manipulare a fluidelor de înaltă presiune, cu un randament ridicat. Este utilizat în echipamente care gestionează substanțele corozive, cum ar fi:
Producția de acid sulfuric: oțelul tratat cu ferrovanadiu rezistă la coroziunea acidului sulfuric, asigurând o viață lungă pentru sistemele la scară industrială.
Acid clorhidric și reactivi alcalini: toleranța aliajului la aceste substanțe chimice îl face potrivit pentru conducte și rezervoare în plantele chimice.
Această aplicație este esențială pentru menținerea integrității sistemului în condiții chimice dure.
3. Aplicații metalurgice speciale
Ferrovanadiueste utilizat în procese metalurgice specifice, inclusiv:
Temperarea la temperaturi ridicate a oțelului întărit: pulbere de ferrovanadiu, cunoscută în mod obișnuit ca reactiv NFE, este utilizată în băile de sare cu clorură în timpul tratamentului termic. Crește vâscozitatea băii, asigură formarea stabilă a acoperirilor și îmbunătățește proprietățile de suprafață ale oțelului.
Producția de aliaje de master de vanadiu: Ferrovanadiul este produs prin reacție termită pentru a forma aliaje master, care sunt apoi utilizate în procesele de aliere pentru aplicații speciale.
Ferrovanadiul este de obicei procesat printr-un proces termomecanic rentabil pentru a produce oțel mai puternic, mai dur, mai durabil și mai rezistent la uzură, care este baza infrastructurii critice, transportului, producției de energie și mașinilor grele.