Què és el floc de pentòxid de vanadi i per què és important la forma
El pentòxid de vanadi (V₂O₅) és l'intermedi més comercialitzat de la cadena de vanadi. Es recupera d'escòries de fabricació d'acer que contenen vanadi-, magnetita vanadífera o catalitzadors gastats, es fonen, després es colen i es refreden en flocs prims en lloc de triturar-los en pols. Per a un taller de fusió, la geometria de l'escamot no és estètica. Els flocs d'aproximadament el rang d'1-3 mm de gruix porten petites fines superficials, de manera que s'alimenten a través d'un canal d'aliatge o una línia de filferro amb nucli amb una pols limitada i una recuperació de vanadi constant i repetible de la calor a la calor.
Els graus en pols segueixen sent la primera opció per al servei químic i catalític, on l'àrea de superfície impulsa la velocitat de reacció. En la fusió d'acer i aliatges, normalment es prefereix la forma de floc perquè es pot pesar en bosses, afegir-se al cullerot o al convertidor sense equips d'injecció especials i comptar amb el model d'addició d'aliatge amb una xifra de rendiment estable.
Com entra el V₂O₅ al bany d'acer i aliatge
V₂O₅ poques vegades es carrega en un bany d'acer com a òxid. En la majoria de fluxos integrats, l'òxid és l'alimentació d'una etapa de reducció independent que produeix ferrovanadi. En una reducció aluminotèrmica o silicotèrmica típica, el V₂O₅ es barreja amb alumini o ferrosilici juntament amb calç, la càrrega s'encén i el regulus de ferrovanadi fos es separa, es refreda, es tritura i es dimensiona. Per tant, l'òxid és l'entrada controlada per especificació-: el seu contingut en V₂O₅, el nivell de ferro i la humitat determinen la recuperació i el volum d'escòria de la reducció, i segueix l'anàlisi final de ferrovanadi.
L'addició directa d'òxid a la cullera es practica en algunes calors de baix-aliatge, però costa la recuperació i afegeix oxigen al bany, de manera que normalment s'evita quan el control del sofre i l'oxigen són crítics, per exemple a les canonades, la forja o les vies-netes d'acer.
Efecte de microaliatge: refinament del gra i enfortiment de la precipitació
El valor comercial del vanadi en l'acer prové de la precipitació de carbonitrur. El vanadi que es manté en solució fins que la solidificació es combina amb el carboni i el nitrogen durant el refredament i el tractament tèrmic posterior per formar partícules fines V(C,N) que fixen els límits del gra, augmenten la resistència a la fluència i encara permeten mantenir la duresa i la soldabilitat. Aquest és el mecanisme bàsic de l'acer estructural HSLA: ASTM A572, que cobreix explícitament l'acer estructural de columbi-vanadi, requereix un límit elàstic mínim de 345 MPa (50 ksi) per al grau 50, assolit a la pràctica mitjançant laminació controlada i addicions de microaliatges d'aquest tipus.
El mateix element s'utilitza en la metal·lúrgia de titani i superaliatge. El vanadi és un estabilitzador beta en titani; el cavall de batalla estàndard Ti-6Al-4V (grau 5) té una resistència màxima a la tracció mínima de 895 MPa i una resistència a la fluència mínima de 828 MPa en condicions de recuit tal com s'especifica a ASTM B348, i el rang de vanadi s'ha de mantenir amb força per mantenir l'equilibri alfa-beta i el comportament a la fatiga previsible.
Especificacions típiques i graus de puresa
L'escate comercial s'ordena contra un mínim fix de V₂O₅, un nivell màxim de ferro i una distribució de mida de floc definida. La taula següent resumeix els intervals que es cotitzen normalment per a l'activitat metal·lúrgica i química.
| Grau | V₂O₅ (min) | Ús principal | Embalatge |
|---|---|---|---|
| Escama metal·lúrgica | 98.0% | Alimentació per a la reducció de ferrovanadi, aliatge general | Bossa a granel de 1000 kg, bossa de 25 kg |
| Escama-de gran puresa | 99.0% | Addicions de cullera, matèria primera del catalitzador | Bossa a granel de 1000 kg |
| Escama de grau de catalitzador | 99.5% | Catalitzador d'àcid sulfúric, síntesi química | Bidó de 25 kg, bossa de 1000 kg |
Les dades de referència físiques per al producte en escates són estables entre els productors: un punt de fusió d'aproximadament 690 graus, un aspecte d'escates de color taronja fosc-de groc a negre i una forma que flueix-en emmagatzematge sec. Els límits de ferro, sofre i sílice, pèrdues d'ignició i humitat s'acorden lot per lot, i s'han d'inscriure a les especificacions de compra en lloc d'assumir-los. El material destinat a l'aliatge crític se sol lliurar amb un certificat d'inspecció tipus 3.1 segons EN 10204, que confirma que el document és emès per la fàbrica productora independentment del comprador.
Pràctica de fusió, recuperació i dosificació
Com que l'òxid es fon molt per sota de les temperatures de fabricació d'acer, el floc afegit a un cullerot es dissol ràpidament un cop submergit. Tres punts de pràctica dominen la xifra de recuperació. Primer, afegiu el material per sota de la capa d'escòria o a través d'un canal submergit; l'escama que queda a la part superior de l'escòria es perd en part pel sistema de fums. En segon lloc, manteniu el floc sec - la humitat de la superfície afavoreix l'escopir i la recollida d'hidrogen. En tercer lloc, tingueu en compte els nivells de nitrogen i carboni a la calor, ja que el vanadi els necessita per formar els precipitats que aporten el benefici de la força, i una calor que sigui molt baixa en nitrogen respondrà de manera diferent que el mateix acer amb una pràctica amb nitrogen-.
Per a les addicions de filferro amb nucli, l'escamot es tritura i s'omple en una funda d'acer juntament amb un pes de farciment conegut per metre, que permet un retall tardà i precís del contingut de vanadi després del cop d'oxigen. Aquesta ruta és habitual quan l'objectiu és una finestra de vanadi estreta en lloc d'una addició massiva.
Llista de verificació de selecció per a compradors
Les decisions de contractació sobre escates de V₂O₅ haurien de fixar per escrit sis paràmetres: V₂O₅ mínim i el mètode analític darrere del certificat; màxim de ferro i sofre; distribució de la mida de les escates i bonificació de les multes; humitat o pèrdua per ignició; tipus d'embalatge i pes unitari; i la traçabilitat del lot fins al lot de reducció. La retenció de mostres de cada lot permet comprovar el material entrant amb l'anàlisi del proveïdor, i una mostra retinguda per lot és una pràctica estàndard a les plantes amb un sistema de qualitat formal. Quan el floc alimenta un pas de reducció en lloc d'un bany d'acer, s'apliquen els mateixos paràmetres, a més d'una comprovació del contingut alcalinoterrós i de fòsfor, perquè aquests informen principalment de l'escòria i canvien la basicitat de l'escòria de la reducció.
Preguntes freqüents
Q:Per què es prefereix la forma de floc a la pols per a la fusió d'aliatges?
R: Les escates d'1-3 mm de gruix generen menys pols en l'aire, s'alimenten a través de canals d'aliatge sense ponts i es dissolen en un patró més previsible, que manté estable la recuperació de vanadi de la calor a la calor.
Q:Es pot afegir floc V₂O₅ directament a un cullerot d'acer?
R: Pot, però l'òxid aporta oxigen al bany i redueix la recuperació, de manera que la majoria de les plantes el redueixen primer a ferrovanadi i afegeixen el ferroaliatge.
Q:Quin grau de puresa es necessita per a la producció de ferrovanadi?
R: El grau metal·lúrgic del 98,0% és l'alimentació normal; Els límits de ferro i humitat importen més que l'últim percentatge de V₂O₅ perquè controlen la recuperació i el volum d'escòria.
Q:Com es verifica el contingut de vanadi abans de l'acceptació?
R: Es pren una mostra de lot a l'arribada i es compara amb el certificat del productor, normalment un document EN 10204 tipus 3.1, utilitzant un mètode titrimètric o de fluorescència de raigs X-concordat al contracte.
Q:Què causa les pèrdues de recuperació durant una addició de V₂O₅?
R: Afegir el material a la part superior de l'escòria, escates humides o humides, pols fina transportada al conducte de fums i un bany fortament oxidant són les quatre causes principals.
Q:El punt de fusió de V₂O₅ limita el seu ús en fusions d'-alta temperatura?
R: No. A aproximadament 690 graus, l'òxid es fon molt per sota de la temperatura de fabricació d'acer, de manera que es dissol fàcilment un cop submergit al bany.