Ferrovanadium (FeV): Funktion, kvaliteter og anvendelse i stålfremstilling

Hvad Ferrovanadium er

Ferrovanadium (FeV) er en masterlegering af vanadium og jern, fremstillet hovedsageligt ved den aluminotermiske reduktion af vanadiumpentoxid eller ved carbotermisk reduktion, og leveret som et klumpprodukt til stålfremstilling og støberibrug. De to kommercielle kvaliteter bærer omkring 50 % og 80 % vanadium. Legeringen bruges næsten udelukkende som et additiv: den opløses let i flydende stål, og dens opgave er at indføre en kontrolleret mængde vanadium i varmen uden at trække uønskede restelementer ind.

Hovedfunktionen: At lave bedre stål

Vanadium er en stærk karbid- og nitriddanner, og den enkelte egenskab forklarer næsten alt, hvad den gør i stål. Tilføjet til smelten forfiner det austenitkornstørrelsen under størkning og varmbearbejdning, og det udfældes derefter som fine vanadiumcarbonitridpartikler under afkøling og temperering. Resultatet er et stål med mærkbart højere hårdhed, styrke og slidstyrke, bedre sejhed og forbedret skæreydelse, uden en stor legeringstilsætning. Industrielt ferrovanadium bruges derfor i kulstofstål, lav-legeret høj-stål, høj-legeret stål, værktøjsstål og støbejern, og responsen kan opnås ved lave tilsætningsniveauer, hvorfor vanadium er klassificeret som et mikro-legeringselement frem for et bulklegeringselement.

Karakterer og typiske specifikationer

Ferrovanadium er bestilt efter en anerkendt specifikation som ISO 5450, med kvalitet og urenhedsgrænser aftalt mellem køber og leverandør. Tabellen nedenfor viser typiske værdier for de to standardkvaliteter.

Element	FeV50	FeV80
Vanadium (V)	48–55 %	78–82 %
Aluminium (Al)	Mindre end eller lig med 2,0 %	Mindre end eller lig med 1,5 %
Silicium (Si)	Mindre end eller lig med 2,0 %	Mindre end eller lig med 1,5 %
Kulstof (C)	Mindre end eller lig med 0,4 %	Mindre end eller lig med 0,15 %
Fosfor (P)	Mindre end eller lig med 0,06 %	Mindre end eller lig med 0,05 %
Svovl (S)	Mindre end eller lig med 0,04 %	Mindre end eller lig med 0,03 %
Klump størrelse	10–50 mm eller som aftalt	10–50 mm eller som aftalt

Den høje-vanadiumkvalitet foretrækkes, hvor ovnkapaciteten er begrænset, eller hvor smelten ikke må afkøles ved en stor tilsætning, fordi de samme vanadiumenheder kommer i en meget mindre masse af legering. Aluminium og silicium er de to rester at se, da begge kan påvirke deoxidationspraksis og inklusionskontrol.

Hvordan Ferrovanadium tilsættes og gendannes

Tilføjelsespunkt:normalt tilsættes til øsen eller under tapning i stedet for til ovnen, således at vanadium ikke går tabt til slaggen eller brændes af ved en aggressiv oxiderende praksis.

Gendannelse:vanadiumgenvinding af størrelsesordenen 90 % og derover er opnåelig med korrekt deoxidation før tilsætningen, og det nøjagtige tal er fastsat for hver butik og dens slaggepraksis.

Opløsning:klumplegeringen opløses hurtigt i en ordentligt dræbt varme, uden kolde pletter, forudsat at størrelsen passer til øsen, og tilsætningen foretages før den endelige temperaturtrimning.

Nitrogen:hvor kornforfining og -styrke nyder godt af det ekstra nitrogen, bruges en vanadium-nitrogen-masterlegering ofte i stedet for ren ferrovanadium, da begge elementer derefter introduceres sammen i det rigtige forhold.

Hvor der bruges vanadiumstål

Det største enkeltudtag er mikro-legeret høj-stål: armeringsstål, strukturelle sektioner, plade og rør, hvor en lille vanadiumtilsætning, typisk udtrykt i hundrededele af en procent, leverer den styrkegrad, der kræves af den relevante produktstandard uden ekstra omkostninger ved tung legering. Værktøjsstål bruger vanadium til slidstyrke og varm hårdhed, i tilfælde af høj-stål som en af ​​de vigtigste karbiddannere; fjedre, smedestål og jernbanekomponenter bruger det til udmattelsesbestandighed. Støbejern er også en fordel, da vanadium øger hårdheden og slidstyrken i ruller, foringer og andre slidbestandige-støbegods.

Kvalitet, emballage og opbevaring

Hvert parti skal kunne spores og ledsages af et testcertifikat, der angiver vanadiumindholdet og restgrænserne i forhold til den bestilte kvalitet, med prøveudtagning og analyse udført i henhold til den gældende standard. Ferrovanadium sendes i ståltromler, big bags eller bundter med fastspændte bundter med tydelige karakter- og partimarkeringer og skal opbevares tørt, væk fra jorden og adskilt efter kvalitet, så to ens-klumper ikke kan blandes. Fugtopsamling bør undgås, fordi det indfører brint og ilt i smelten, og eventuelle fine partikler, der dannes under håndtering, kan briketteres eller returneres til leverandøren i stedet for at lades løs.

Ofte stillede spørgsmål

Q: Hvad er hovedfunktionen af ​​ferrovanadium i stålfremstilling?
Det er et legeringsadditiv: vanadiumet, det introducerer, forfiner kornstrukturen og danner fine carbonitridudfældninger, som øger hårdhed, styrke, slidstyrke og sejhed i det færdige stål.

Q: Hvilket stål indeholder normalt vanadium?
Kulstof og lav-legeret høj-styrkestål, mikro-legeret armeringsstang og strukturelle sektioner, høj-legeret stål og værktøjsstål, fjeder- og smedningsstål og slidbestandigt-støbejern.

Q: Hvad er forskellen mellem FeV50 og FeV80?
Vanadiumindhold, omkring 50 % mod omkring 80 %, sammen med strammere restgrænser i den højere kvalitet; FeV80 tilføjer de samme vanadiumenheder med mindre masse og mindre temperaturtab.

Q: Hvordan tilsættes ferrovanadium til varmen?
Det tilsættes normalt i øsen eller under tapning efter deoxidation, hvilket holder vanadium ude af den oxiderende ovnatmosfære og giver en genvinding på ca. 90 % eller bedre.

Spørgsmål: Hvor meget vanadium er der brug for til mikro-legeret stål?
Normalt kun en lille tilføjelse, udtrykt i hundrededele af en procent af vanadium i stålet, hvilket er nok til at nå den krævede styrkegrad, samtidig med at legeringsomkostningerne holdes lave.

Spørgsmål: Påvirker vanadiumkvaliteten certifikatet?
Ja. Certifikatet skal angive det analyserede vanadiumindhold og restelementerne aluminium, silicium, kulstof, fosfor og svovl, og værdierne skal ligge inden for de aftalte grænser for den bestilte kvalitet.