Jak vyrobit Ferro Vanadium 80: Aluminotermické výrobní kroky
Zanechat vzkaz
Co je Ferro Vanadium 80
Ferrovanadium 80, také nazývané FeV 80, je železo-vanadová předslitina s minimálním obsahem vanadu 80 % a rovnováhou železa s kontrolovaným křemíkem, hliníkem a uhlíkem. Nachází se na vrcholu komerčního ferovanadiového sortimentu, nad FeV 50, a kupuje se, když záleží na hodnotě obsaženého vanadu na tunu nákladu a když musí být nosné železo přidané do tepla udržováno na nízké úrovni. Typy a jejich chemie jsou mezinárodně specifikovány podle ASTM A1023/A1023M a stejná řada produktů se vyrábí podle GB/T 4139 pro čínské národní normy. Výroba je metalurgický redukční proces a téměř celá je založena na redukci oxidu vanadičného hliníkem.
Krok 1: Výběr a příprava suroviny
O výsledku ohřevu rozhodují čtyři vstupy. Zdrojem vanadu jsou vločky oxidu vanadičného, typicky 98 % V2O5; při čistotě 98 % nese asi 56,0 % hmotn. vanadu. Hliníkové granule jsou primárním redukčním činidlem a jsou prosévány na řízenou velikost, aby se rozpouštěly do reakce správnou rychlostí. Železo ve formě čistého ocelového šrotu nebo železných třísek se přidává jako nosič, který nastavuje konečný poměr vanadu-k-železu slitiny. Pro kontrolu tekutosti a zásaditosti strusky se přidává vápno nebo jiné tavidlo, protože řídká tekutá struska se odděluje od kovové lázně mnohem lépe než viskózní. Suroviny se před plněním suší; vlhkost v oxidu nebo hliníku produkuje vodík a páru, což způsobuje rozstřik a spálí kovové jednotky.
Krok 2: Výpočet poplatku
Základní reakcí je redukce termitu:
3 V2O5 + 10 Al=6 V + 5 Al2O3.
Stechiometrický požadavek na hliník vyplývá přímo z této rovnice a závod pak přidá malý přebytek, aby se reakce dokončila a kompenzovaly se oxidační ztráty. Železný šrot a vápno se počítají proti cílovému složení slitiny a celá vsázka je vyvážena, takže reakce produkuje dostatek tepla k roztavení slitiny i strusky bez vnější energie. Pokud je vsázka příliš chudá na redukční činidlo, vanad se hlásí strusce jako neredukovaný oxid a výtěžek klesá. Pokud je příliš bohatý, zbytkový hliník ve slitině stoupá nad limit stanovený specifikací.
Krok 3: Nabíjení, zapalování a redukce
Připravený oxid, hliník, železo a tavidlo se smísí a vloží do žáruvzdorné-reakční nádoby, výčepní pánve v mnoha obchodech a vodou-chlazené nádoby, kde záleží na vysoké čistotě. Náboj se zapaluje nahoře, obvykle zápalnou směsí. Jakmile je reakce zahájena, je silně exotermická a samovolně se šíří-a teplota stoupne daleko nad bod tání slitiny, takže kov a struska bohatá na oxid hlinitý-se oddělují podle hustoty, zatímco oba jsou kapalné. Operátor řídí spalování hloubkou vsázky a rychlostí přidávání zbývající směsi; viditelným znakem zdravé redukce je spíše tichá, rovnoměrně postupující fronta reakce než prudká erupce.
Krok 4: Chlazení, naklepávání a příprava velikosti
| Fáze | Hlavní kontrolní bod | Důvod, na kterém záleží |
|---|---|---|
| Sušení surovin | Obsah vlhkosti byl udržován na nízké úrovni | Zabraňuje výbuchu páry a ztrátě kovu |
| Míchání náboje | Jednotnost oxidu a hliníku | Rovnoměrná reakce, předvídatelné zotavení |
| Zapálení a spálení | Hloubka nabíjení a rychlost přidávání | Kompletní redukce, čistá separace{0}}kovů |
| Chlazení | Kontrolováno, žádné kalení vodou | Zabraňuje ztrátám při praskání a re{0}}oxidaci |
| Drcení a prosévání | Kusové a drcené frakce | Odpovídá metodě přidávání naběračky |
| Odběr vzorků | Reprezentativní vzorek šarže | Chemie certifikována podle specifikace |
Slitina se ochladí v nádobě nebo v chladicí jámě a poté se rozbije. Drcení vytváří standardní 10-50 mm hrudku pro přidávání v otevřené pánvi a 3-10 mm drcený materiál nebo jemnější třídy pro plněný drát a práškovou metalurgii. Struska se oddělí, prosévá a buď prodává jako vedlejší produkt bohatý na oxid hlinitý, nebo se dále zpracovává, aby se získal zbytkový vanad.
Krok 5: Kontrola kvality a certifikace
Každá šarže je po screeningu odebrána a analyzována na vanad, křemík, hliník, uhlík, fosfor a síru. Vanad se určuje titrací s analytickými postupy v souladu s ASTM A751 a kontrolní stanovení pomocí ICP-OES se používá, když se výsledek blíží limitu specifikace. Potvrzení o analýze je spojeno s číslem šarže vyznačeným na obalu a zadržený vzorek je uchováván tak, aby navazující mlýn mohl ověřit sporné teplo. Kromě chemie závod zaznamenává velikostní frakci a hmotnost odstraněného podsítku, protože tato dvě čísla určují, zda zákazník může dodávat materiál prostřednictvím stávajícího systému přidávání.
Často kladené otázky
Q:Z čeho se vyrábí ferrovanadium 80?
Odpověď: Hlavní cesta používá vločky oxidu vanadičného, hliníkové granule jako redukční činidlo, železný šrot jako nosič a vápno jako tavidlo. Oxid se redukuje na kovový vanad, který se leguje se železem ve stejné nádobě.
Q:Proč se ke snížení oxidu používá hliník místo uhlíku?
Odpověď: Aluminotermická redukce generuje dostatek tepla k roztavení slitiny a strusky bez externího napájení a zabraňuje hromadění uhlíku,-které by redukce uhlíku způsobila u nízkouhlíkové předslitiny.
Q:Co určuje rekuperaci vanadu z tepla?
Odpověď: Hlavním faktorem je zůstatek nabití. Přebytečné redukční činidlo a tekutá struska poskytují nejvyšší výtěžnost; chudá náplň zanechává ve strusce neredukovaný vanad a viskózní struska zachycuje kapičky kovu a snižuje výtěžnost.
Q:Může stejná nádoba produkovat FeV 50?
A: Ano. Proces je stejný; bilance náboje je upravena větším množstvím nosiče železa tak, aby bylo dosaženo minimálního obsahu vanadu 50 % místo 80 % a výsledná slitina je odpovídajícím způsobem těžší na jednotku vanadu.
Q:Jaká je velikost hotové slitiny?
Odpověď: Po ochlazení a rozbití je slitina rozdrcena a proseta na 10-50 mm hrudku, 3–10 mm drcený materiál a jemnější jakost pro plněný drát nebo prášek. Nadměrná a poddimenzovaná jsou přepracovávány spíše než smíchány do zásilky.
Q:Co se kontroluje před uvolněním šarže?
Odpověď: Chemie vzorku šarže, deklarovaná velikostní frakce, hmotnost podměrku a vazba sledovatelnosti mezi vzorkem, certifikát o analýze a číslo šarže na obalu.
