Феррованадий — свойства, получение и применение.

СВОЙСТВА.

феррованадий RareMetal.Ru

феррованадий RareMetal.Ru

Феррованадий представляет собой сплав содержащий ванадий.
Феррованадий применяют при выплавке хромованадиевых конструкционных и быстрорежущих сталей, а также, жаропрочных сплавов. Даже небольшие количества ванадия (0,04-0,08%), значительно упрочняют конструкционную сталь. Феррованадий используется с содержанием: ванадий — 35-45%,углерод — 1%, кремний — 2-3,5%. Сырьём для получения ванадия служат железные руды, содержащие 0,3-0,5% ванадия в виде трёхокиси V2O3. Встречаются руды с ещё большим содержанием ванадия.

ПОЛУЧЕНИЕ.

Основной способ получения феррованадия заключается в получении из руды, сначала, пятиокиси ванадия V2O5, затем восстановление её в электропечах с помощью кремния или алюминия. При высоком содержании ванадия в руде для получения пятиокиси ванадия применяют гидрометаллургический способ— после сплавления руды со щелочными добавками применяется выщелачивание спека.
В отечественной металлургии, для получения феррованадия применяется многостадийный комбинированный пиро- и гидрометаллургический способ
Руду обогащают и готовят к плавке. При переработке титаномагнетитовых руд, кроме железо-ванадиевого концентрата, получают , также, титановый концентрат, содержащий 40-45% двуокиси титана, который, затем, используют для получения ферротитана. Железо-ванадиевый концентрат подвергают агломерации или окатыванию.
Затем, выплавляют чугун из агломерата или окатышей железо-ванадиевого концентрата, содержащих 0,4-0,6% пятиокиси ванадия. При этом восстанавливается 80-90% ванадия и получается чугун , содержащий 0,4-0,6%ванадия.
Затем, ванадий чугуна окисляется в конвертере, с выделением ванадиевого шлака содержащего 7-10% ванадия в виде соединения FeO.V2O5.После слива шлака, остающийся в конвертере полупродукт перерабатывают на сталь, а шлак направляется на гидрометаллургическую переработку. Ванадий из чугуна извлекается до 90%.
Затем, из конвертерного шлака, извлекаются окислы ванадия, для чего:
Шлак смешивают с содой (Na2Co3) или сильвинитом и подвергают окислительному обжигу в трубчатых вращающихся печах при 800-850 ОС. При этом образуются ванадаты натрия растворимые в воде.
После обжига, шлак выщелачивают водой, а затем 60% раствором серной кислоты. На фильтрах выделяется ванадиевый фильтрат, в котором концентрация ванадия доходит до 25-30г/л.
Осадок просушивают и сплавляют в огневой печи при температуре 750 ОС и получают 80-90% техническую пятиокись ванадия.
Из технической пятиокиси ванадия в электропечи выплавляют феррованадий. Процесс проводят в две стадии: сначала восстанавливают часть пятиокиси ванадия избытком ферросилиция с добавлением алюминия, получают сплав, содержащий 21-23% кремния и отвальный шлак, в котором ванадия менее 0,35%. Затем полученный сплав рафинируют от кремния остальной частью пятиокиси ванадия и получают феррованадий с содержанием 45-50% ванадия, около 1,5% кремния и шлак с 10-15% содержанием пятиокиси ванадия, который используют в первой стадии.
Расход электроэнергии в этих процессах составляет 1350 кВтч на тонну 40% феррованадия.

ПРИМЕНЕНИЕ.

Феррованадий как легирующий сплав используется в составе:

  • не менее 35% ванадия

  • не более 1,0% углерода, 3,5% кремния, 0,25% фосфора, 2,0% алюминия и 0,15% серы.

  • Фосфор и кремний нежелательные примеси в феррованадии.

Феррованадий лёгок, плавает на поверхности металла, быстро окисляется, поэтому его вводят в сталь перед выпуском из печи. Ванадий содержится в быстрорежущих, инструментальных и некоторых конструкционных сталях. Ванадий делает сталь мелкозернистой, задерживает рост зерна при нагреве, повышает ударную вязкость, повышает прокаливаемость и стойкость против отпуска.
Влияние ванадия на свойства стали:

  • величина зерна — значительно уменьшает;

  • склонность к перегреву — заметно уменьшает;

  • прокаливаемость — сильно увеличивает;

  • температуры отжига, нормализации и закалки — повышает;

  • твёрдость и прочность — повышает;

  • пластичность — повышает;

  • сопротивление окислению при высоких температурах — слабо влияет;

  • прочность при высоких температурах — мало влияет.

Феррованадий поставляется по ГОСТ 27130—94.

Стоимость феррованадия на мировом рынке