Ferrovanadium (FeV): Funkce, jakosti a použití ve výrobě oceli

Co je ferrovanadium

Ferrovanadium (FeV) je předslitina vanadu a železa, vyráběná převážně aluminotermickou redukcí oxidu vanadičného nebo karbotermickou redukcí a dodávaná jako kusový produkt pro výrobu oceli a slévárenství. Tyto dva komerční druhy obsahují zhruba 50 % a 80 % vanadu. Slitina se používá téměř výhradně jako přísada: snadno se rozpouští v tekuté oceli a jejím úkolem je zavádět kontrolované množství vanadu do tepla, aniž by do ní vtahovaly nežádoucí zbytkové prvky.

Hlavní funkce: Výroba lepší oceli

Vanad je silná látka tvořící karbid a nitrid a tato jediná vlastnost vysvětluje téměř vše, co dělá v oceli. Přidaný do taveniny zjemňuje zrnitost austenitu během tuhnutí a zpracování za tepla a následně se vysráží jako jemné částice karbonitridu vanadu během chlazení a temperování. Výsledkem je ocel se znatelně vyšší tvrdostí, pevností a odolností proti opotřebení, lepší houževnatostí a zlepšeným řezným výkonem, bez velkého přídavku slitiny. Průmyslový ferovanad se proto používá v uhlíkové oceli, nízko{3}}legované vysoko{4}}oceli, vysoce-legované oceli, nástrojové oceli a litině a odezvy lze dosáhnout při nízkých úrovních přídavku, a proto je vanad klasifikován jako mikro{6}}legující prvek spíše než jako objemově legovaný prvek.

Třídy a typické specifikace

Ferrovanadium se objednává podle uznávané specifikace, jako je ISO 5450, s jakostí a limity nečistot dohodnutými mezi kupujícím a dodavatelem. Níže uvedená tabulka ukazuje typické hodnoty pro dva standardní třídy.

Živel	FeV50	FeV80
Vanad (V)	48–55 %	78–82 %
hliník (Al)	Menší nebo rovno 2,0 %	Menší nebo rovno 1,5 %
křemík (Si)	Menší nebo rovno 2,0 %	Menší nebo rovno 1,5 %
uhlík (C)	Menší nebo rovno 0,4 %	Menší nebo rovno 0,15 %
fosfor (P)	Menší nebo rovno 0,06 %	Menší nebo rovno 0,05 %
síra (S)	Menší nebo rovno 0,04 %	Menší nebo rovno 0,03 %
Velikost hrudky	10–50 mm nebo dle dohody	10–50 mm nebo dle dohody

Vysoce{0}}vanadový stupeň je preferován tam, kde je omezená kapacita pece nebo kde tavenina nesmí být ochlazována velkým přídavkem, protože stejné jednotky vanadu přicházejí v mnohem menším množství slitiny. Hliník a křemík jsou dva zbytky, které je třeba sledovat, protože oba mohou ovlivnit postup deoxidace a kontrolu inkluze.

Jak se přidává a získává ferovanad

Bod přidání:běžně se přidává do pánve nebo během odpichu spíše než do pece, takže se vanad neztrácí ve strusce nebo se nespaluje agresivním oxidačním postupem.

Zotavení:Výtěžnost vanadu v řádu 90 % a více je dosažitelná správnou dezoxidací před přidáním a přesné číslo je stanoveno pro každou provozovnu a její struskovou praxi.

Rozpuštění:hrudková slitina se rychle rozpouští v řádně utlumeném žáru, bez studených míst, za předpokladu, že klížení vyhovuje pánvi a přidávání se provádí před konečným seříznutím teploty.

Dusík:tam, kde zjemnění a pevnost zrna těží z nadbytečného dusíku, se často místo čistého ferovanadu používá předslitina vanadu-dusíka, protože oba prvky jsou pak zavedeny společně ve správném poměru.

Kde se používá vanadová ocel

Největší jednotlivý výstup je mikro-legovaná-pevnostní ocel: armovací tyč, konstrukční části, deska a trubka, ve kterých malý přídavek vanadu, obvykle vyjádřený v setinách procenta, poskytuje pevnostní stupeň požadovaný příslušnou produktovou normou bez dodatečných nákladů na těžké legování. Nástrojové oceli používají vanad pro odolnost proti opotřebení a tvrdost za horka, v případě rychlořezné oceli jako jednoho z hlavních karbidových formátorů; pružiny, kovací oceli a železniční komponenty jej používají pro odolnost proti únavě. Litina má také výhody, protože vanad zvyšuje tvrdost a odolnost proti opotřebení u válců, vložek a jiných odlitků- odolných proti otěru.

Kvalita, balení a skladování

Každá šarže by měla být sledovatelná a doprovázená zkušebním certifikátem uvádějícím obsah vanadu a zbytkové limity oproti objednané jakosti, přičemž odběr vzorků a analýza by měla být provedena podle platné normy. Ferrovanadium se zasílá v ocelových sudech, velkých pytlích nebo svazcích s páskou s jasným označením třídy a šarže a mělo by být skladováno v suchu, nad zemí a oddělené podle jakosti, aby se nemohly smíchat dvě podobně{1}}vypadající hrudky. Je třeba se vyvarovat nasávání vlhkosti, protože do taveniny vnáší vodík a kyslík a veškeré jemné částice vzniklé během manipulace mohou být briketovány nebo vráceny dodavateli, místo aby byly volně sypány.

Často kladené otázky

Otázka: Jaká je hlavní funkce ferovanadia při výrobě oceli?
Jedná se o přísadu do slitin: vanad, který obsahuje, zjemňuje strukturu zrna a tvoří jemné karbonitridové precipitáty, které zvyšují tvrdost, pevnost, odolnost proti opotřebení a houževnatost hotové oceli.

Otázka: Které oceli běžně obsahují vanad?
Uhlíková a nízkolegovaná-vysokopevnostní{1}}ocel, mikro-legovaná armovací tyče a konstrukční díly, vysoce-legovaná a nástrojová ocel, pružinové a výkovkové oceli a otěruvzdorné-litiny.

Otázka: Jaký je rozdíl mezi FeV50 a FeV80?
Obsah vanadu, asi 50 % proti asi 80 %, spolu s přísnějšími limity zbytků ve vyšší třídě; FeV80 přidává stejné jednotky vanadu s menší hmotností a menší ztrátou teploty.

Otázka: Jak se ferovanadium přidává do tepla?
Obvykle se přidává do pánve nebo během odpichu po dezoxidaci, což udržuje vanad mimo atmosféru oxidační pece a poskytuje výtěžnost přibližně 90 % nebo lepší.

Otázka: Kolik vanadu je potřeba pro mikro-legovanou ocel?
Obvykle pouze malý přídavek, vyjádřený v setinách procenta vanadu v oceli, který stačí k dosažení požadovaného stupně pevnosti při zachování nízkých nákladů na slitinu.

Otázka: Ovlivňuje stupeň vanadu certifikát?
Ano. V certifikátu musí být uveden analyzovaný obsah vanadu a zbytkové prvky hliník, křemík, uhlík, fosfor a síra a hodnoty musí být v mezích dohodnutých pro objednanou jakost.