Как сделать ферро ванадий 80: этапы алюминотермического производства
Оставить сообщение
Что такое ферро ванадий 80
Феррованадий 80, также обозначаемый как FeV 80, представляет собой железо-лигатуру ванадия с минимальным содержанием ванадия 80 % и балансом железа с контролируемым содержанием кремния, алюминия и углерода. Он находится на вершине коммерческого диапазона феррованадия, с температурой выше 50 FeV, и его покупают, когда стоимость содержащегося ванадия на тонну груза имеет значение и когда количество несущего железа, добавляемого в плавку, необходимо поддерживать на низком уровне. Марки и их химический состав соответствуют международному стандарту ASTM A1023/A1023M, и то же семейство продуктов производится по GB/T 4139 по национальным стандартам Китая. Производство представляет собой металлургический восстановительный процесс, и почти весь он основан на восстановлении пятиокиси ванадия алюминием.
Шаг 1: Выбор и подготовка сырья
Четыре входа решают исход забега. Источником ванадия являются чешуйки пятиокиси ванадия, обычно содержащие 98 % V2O5; при чистоте 98 % он содержит около 56,0 % ванадия по массе. Алюминиевые гранулы являются основным восстановителем, и их просеивают до контролируемого размера, чтобы они растворялись в реакции с нужной скоростью. Железо в виде чистого стального лома или железной стружки добавляется в качестве носителя, который устанавливает окончательное соотношение ванадия-к-железу в сплаве. Известь или другой флюс загружают для контроля текучести и основности шлака, поскольку тонкий текучий шлак отделяется от ванны металла гораздо лучше, чем вязкий. Сырье перед загрузкой сушат; влага в оксиде или алюминии выделяет водород и пар, которые вызывают разбрызгивание и сжигание металлических деталей.
Шаг 2: Расчет стоимости
Основная реакция представляет собой восстановление термита:
3 V2O5 + 10 Al=6 V + 5 Al2O3.
Стехиометрическая потребность в алюминии следует непосредственно из этого уравнения, и затем завод добавляет небольшой избыток, чтобы довести реакцию до завершения и компенсировать потери от окисления. Железный лом и известь рассчитываются с учетом состава целевого сплава, и вся загрузка сбалансирована, поэтому в результате реакции выделяется достаточно тепла, чтобы расплавить как сплав, так и шлак без внешней энергии. Если шихта слишком бедна восстановителем, ванадий попадает в шлак в виде невосстановленного оксида, и извлечение падает. Если он слишком богат, остаточный алюминий в сплаве превышает предел, установленный спецификацией.
Шаг 3: Зарядка, зажигание и разрядка
Подготовленные оксид, алюминий, железо и флюс смешивают и загружают в реакционный сосуд с огнеупорной -футеровкой, в разливочный ковш во многих цехах и в сосуды с водяным-охлаждением, где важна высокая чистота. Заряд воспламеняется сверху, обычно запальной смесью. После начала реакция становится сильно экзотермической и самораспространяющейся-, а температура поднимается намного выше точки плавления сплава, поэтому металл и шлак, богатый глиноземом-, разделяются по плотности, хотя оба являются жидкими. Оператор контролирует горение по глубине заряда и норме добавления оставшейся смеси; видимым признаком здорового снижения является тихий, равномерно наступающий фронт реакции, а не сильное извержение.
Шаг 4: Охлаждение, нарезание резьбы и подготовка к размеру
| Этап | Главный контрольный пункт | Причина, по которой это важно |
|---|---|---|
| Сушка сырья | Содержание влаги поддерживается на низком уровне | Предотвращает паровые взрывы и потерю металла. |
| Смешивание зарядов | Однородность оксида и алюминия | Равномерная реакция, предсказуемое восстановление |
| Возгорание и горение | Глубина заряда и скорость добавления | Полное восстановление, чистое отделение шлака-металла |
| Охлаждение | Контролируемый, без закалки водой | Предотвращает потери на растрескивание и повторное-окисление |
| Дробление и сортировка | Комковые и дробленые фракции | Соответствует методу добавления ковшом |
| Выборка | Репрезентативный образец партии | Химический состав сертифицирован в соответствии со спецификацией |
Сплав охлаждают в сосуде или охлаждающей яме, а затем разрушают. Дробление дает стандартный кусок размером 10-50 мм для загрузки в открытом ковше и измельченный материал размером 3-10 мм или более мелкие сорта для порошковой проволоки и порошковой металлургии. Шлак отделяется, просеивается и либо продается как побочный продукт с высоким содержанием глинозема, либо подвергается дальнейшей переработке для извлечения остаточного ванадия.
Шаг 5: Контроль качества и сертификация
После проверки из каждой партии отбираются пробы и анализируются на ванадий, кремний, алюминий, углерод, фосфор и серу. Ванадий определяют методом титрования с использованием методов анализа, соответствующих ASTM A751, а контрольные определения с помощью ICP-OES используются, когда результат близок к пределу спецификации. Сертификат анализа привязан к номеру партии, указанному на упаковке, а сохраненный образец сохраняется, чтобы последующие предприятия могли проверить спорную плавку. Помимо химии, завод фиксирует фракцию крупного размера и вес удаленного недосорта, поскольку эти два числа определяют, сможет ли клиент подавать материал через существующую систему добавления.
Часто задаваемые вопросы
Q:Из чего делают ферро ванадий 80?
Ответ: Основной маршрут использует чешуйки пятиокиси ванадия, алюминиевые гранулы в качестве восстановителя, железный лом в качестве носителя и известь в качестве флюса. Оксид восстанавливается до металлического ванадия, который сплавляется с железом в том же сосуде.
Q:Почему для восстановления оксида вместо углерода используется алюминий?
О: Алюминотермическое восстановление генерирует достаточно тепла для плавления сплава и шлака без внешнего источника энергии и позволяет избежать поглощения углерода,-которое могло бы произойти при восстановлении углерода в лигатуре с низким-углеродом.
Q:Что определяет рекуперацию ванадием тепла?
О: Баланс заряда является основным фактором. Избыток восстановителя и жидкий шлак дают наивысшее извлечение; бедная шихта оставляет невосстановленный ванадий в шлаке, а вязкий шлак задерживает капли металла и снижает выход продукта.
Q:Может ли одно и то же судно производить FeV 50?
А: Да. Процесс тот же; баланс заряда корректируется добавлением большего количества носителя железа для достижения минимального содержания ванадия 50 % вместо 80 %, и полученный сплав соответственно становится тяжелее на единицу ванадия.
Q:Каков размер готового сплава?
A: После охлаждения и разрушения сплав измельчается и сортируется на куски размером 10-50 мм, измельченный материал размером 3–10 мм и более мелкие сорта для использования порошковой проволоки или порошка. Негабаритные и негабаритные товары перерабатываются, а не смешиваются в партию.
Q:Что проверяется перед выпуском партии?
A: Химический состав образца партии, заявленная фракция размера, вес недоразмера и связь прослеживаемости между образцом, сертификатом анализа и номером партии на упаковке.
