Vad används Ferrovanadium för?

Ferrovanadium (FEV) är en nyckellegering i modern metallurgi, bestående av järn och vanadium, med vanadininnehållet från 35% till 85%. Detta grå-silver-kristallina fasta fastigheter bearbetas vanligtvis till ett fint pulver, kallat "Ferrovanadium Powder", och används främst som ett tillsats för att förbättra egenskaperna hos stål och andra ferroalloys. Dess förmåga att öka styrka, hårdhet och korrosionsmotstånd gör det till ett oumbärligt material i industrier som sträcker sig från konstruktion till kemisk bearbetning. Den här artikeln undersöker produktion, tillämpningar och ekonomiska betydelse av Ferrovanadium och ger en omfattande översikt över dess roll i industriella tillämpningar.

Ferrovanadiumkomposition och produktion

Ferrovanadium är en legering som består av järn och vanadium, vanligtvis härrörande från vanadion pentoxid extraherad från titaniferous magnetit eller vanadiumslagg. Vanadiuminnehållet beror på den avsedda användningen, med vanliga kvaliteter som innehåller 40% till 80% vanadium. Produktionsprocessen involverar en mängd olika reduktionsmetoder, till exempel:

Aluminotermisk reduktion: En mycket exoterm process som använder vanadiumpentoxid, aluminiumpulver, stålskrot och kalk för att producera Ferrovanadium med ett lågt kolhalt (0,02% till 0,06% C). Denna metod är lämplig för produktion av högkvalitativa legeringar.

Metod för kiselreduktion: producerar ferrovanadium eller ferrosilicon vanadiumlegeringar med medelklass eller Ferrosilicon som är lämpliga för mindre krävande applikationer.

Direkt legering av vanadiumslagg: En kostnadseffektiv metod som inte kräver vanadiumekstraktion, men producerar legeringar av låg kvalitet som innehåller föroreningar såsom kol, kisel, svavel, fosfor och krom.

Den resulterande legeringen har en smältpunkt på cirka 1480 ° C, en fast densitet på 7,0 ton / m3 och en bulkdensitet på 3,3-3,9 ton / m3. Det bearbetas vanligtvis till block mindre än 200 mm för industriellt bruk.

Applications of Ferrovanadium

Mångsidigheten hos Ferrovanadium härrör från dess förmåga att förbättra de mekaniska och kemiska egenskaperna hos ferroalloys. Följande är dess huvudsakliga applikationer, kategoriserade efter bransch och funktion.

1. Stålproduktion

Stålindustrin är den största konsumenten av Ferrovanadium och står för en stor del av den globala vanadiumförbrukningen (t.ex. 94% i USA 2017). Ferrovanadium används som en generell härdare, stärkare och korrosionsskyddstillsats för en mängd olika stål, inklusive:

Högstyrka låglegeringsstål (HSLA): Ferrovanadium förbättrar draghållfasthetsförhållandet till vikt, vilket gör HSLA-stål idealiskt för konstruktion (t.ex. broar, byggnader), fordonskomponenter (t.ex. chassi, axlar) och rör. Dess fina kornstruktur, skapad genom bildandet av vanadiumkarbider (V4C3), förbättrar seghet och motstånd mot torsion.

Verktygsstål: Används för att göra skärverktyg, matriser och andra delar av högkläder på grund av dess förmåga att öka hårdheten och bära motstånd. Till exempel är Ferrovanadium viktigt för att producera hållbara handverktyg som skiftnycklar, skruvmejslar och spärrar.

Kol- och legeringsstål: förbättrar den totala kvaliteten för strukturella och mekaniska applikationer såsom växelkomponenter och vevaxlar.

Rail and Die Steel: Ferrovanadium används för att göra specialiserade stål för järnvägsspår och formgjutning, där hållbarhet och hög temperaturmotstånd är kritiska.

När den är belagd med Ferrovanadium-nitrid kan slitmotståndet hos stål ökas med 30-50%, vilket gör den lämplig för högpresterande applikationer som fjädrar och höghastighetsverktyg.

2. Kemisk bearbetningsindustri

Korrosionsmotståndet hos Ferrovanadium gör det värdefullt inom den kemiska bearbetningsindustrin, särskilt i högtryck, hög genomströmning av vätskesystem. Det används i utrustning som hanterar frätande ämnen, till exempel:

Svavelsyraproduktion: Ferrovanadiumbehandlat stål motstår svavelsyrakorrosion, vilket säkerställer lång livslängd för industriella skala system.

Saltsyra och alkaliska reagens: Alloyens tolerans mot dessa kemikalier gör det lämpligt för rör och tankar i kemiska växter.

Denna applikation är avgörande för att upprätthålla systemets integritet under hårda kemiska förhållanden.

3. Special Metallurgical Applications

Ferrovanadiumanvänds i specifika metallurgiska processer, inklusive:

Högtemperaturhärdning av härdat stål: Ferrovanadiumpulver, allmänt känt som NFE-reagens, används i kloridsaltbad under värmebehandling. Det ökar badets viskositet, säkerställer stabil bildning av beläggningar och förbättrar stålets ytegenskaper.

Produktion av vanadiummästerlegeringar: Ferrovanadium produceras genom termitreaktion för att bilda masterlegeringar, som sedan används i legeringsprocesser för speciella tillämpningar.

Ferrovanadium bearbetas vanligtvis genom en kostnadseffektiv termomekanisk process för att producera starkare, tuffare, mer hållbar och mer slitstant stål, vilket är grunden för kritisk infrastruktur, transport, energiproduktion och tunga maskiner.