钒铁

简介

钒和组成的铁合金,主要在炼钢中用作合金添加剂,高钒钒铁还用作有色合金的添加剂。常用的钒铁有含钒40%、60%和80%三种。中国钒铁生产的主要原料是钒磁铁矿,经选矿富集后,通过高炉炼出含钒生铁,在雾化炉或转炉吹炼过程中提取钒渣。钒渣经粉碎后配加盐(纯碱、食盐或无水芒硝)进行化钠化焙烧,使钒成为可溶的偏钒酸钠 (NaVO3),浸取净化后加酸铵沉淀出多钒酸铵 [(NH4)2V6O16],再经脱氨熔化,铸成片状五氧化二钒。要求成分为V2O597~99%,P<0.05%,S<0.05%,Na2O+K2O<1.5%。此外也从含钒铁精矿或含钒炭质页岩直接通过化学处理提取五氧化二钒。

 

钒铁冶炼方法

热法 片状五氧化二钒用75%硅铁和少量还原剂,在碱性电弧炉中,经还原、精炼两个阶段炼得合格产品。还原期将一炉的全部还原剂与占总量60~70%的片状五氧化二钒装入电炉,在高氧化炉渣下,进行硅热还原。当渣中V2O5小于0.35%时,放出炉渣(称为贫渣,可弃去或作建筑材料用),转入精炼期。此时,再加入片状五氧化二钒和石灰,以脱除合金液中过剩的硅、铝等,俟合金成分达到要求,即可出渣出铁合金。精炼后期放出的炉渣称为富渣(含V2O5达8~12%),在下一炉开始加料时,返回利用。合金液一般铸成圆柱形锭,经冷却、脱模、破碎和清渣后即为成品。此法一般用于含钒40~60%的钒铁冶炼。钒的回收率可达98%。炼制每吨钒铁耗电1600千瓦•时左右。

 

铝热法 用铝作还原剂,在碱性炉衬的炉筒中,采用下部点火法冶炼。先把小部分混合炉料装入反应器中,即行点火。反应开始后再陆续投加其余炉料。通常用于冶炼高钒铁(含钒60~80%),回收率较电硅热法略低,约90~95%

 

钒铁的作用

钒铁是钢铁工业重要的合金添加剂。钒可提高钢的强度、韧性、延展性和耐热性。自六十年代以来,钒在钢铁工业中的应用急剧增加,到1988年已占钒消耗量的85%。钒在钢铁方面的消耗比例为素钢占20%,高强度低合金钢占25%,合金钢占20%,工具钢占15%。含钒高强度低合金钢(HSLA)以其强度大而广泛用于输油/气管道、建筑、桥梁、钢轨、压力容器、车厢架等生产建设中。目前各种含钒钢的应用范围越来越广,相关人才也越来越重要,钢铁英才网收集较多。

 

金属钒在有色合金中主要用于生产钒钛合金,如Ti-6Al-4V,Ti-6Al-6V-2Sn和Ti-8Al-1V-Mo等。Ti-6Al-4V合金是用于制造飞机和火箭的优良高温结构材料,在美国极受重视,产量占钛基钒合金的一半以上。金属钒还可用于磁性材料、铸铁硬质合金、超导材料及核反应堆材料等领域。

 

钒铁的特点

常用的钒铁有含钒40%、60%和80%三种。中国钒铁生产的主要原料是钒钛磁铁矿,经选矿富集后,通过高炉炼出含钒生铁,在雾化炉或转炉吹炼过程中提取钒渣。钒渣经粉碎后配加钠盐(纯碱、食盐或无水芒硝)进行氧化钠化焙烧,使钒成为可溶的偏钒酸钠 (NaVO3),浸取净化后加硫酸铵沉淀出多钒酸铵 [(NH4)2V6O16],再经脱氨熔化,铸成片状五氧化二钒。要求成分为V2O597~99%,P<0.05%,S<0.05%,Na2O+K2O<1.5%。此外也从含钒铁精矿或含钒炭质页岩直接通过化学处理提取五氧化二钒。

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