『壹』 詳述釩鐵的作用及提煉方法有哪些
釩鐵是鋼鐵工業重要的合金添加劑。釩可提高鋼的強度、韌性、延展性和耐熱性。自六十年代以來,釩在鋼鐵工業中的應用急劇增加,到1988年已佔釩消耗量的85%。釩在鋼鐵方面的消耗比例為碳素鋼佔20%,高強度低合金鋼佔25%,合金鋼佔20%,工具鋼佔15%。含釩高強度低合金鋼(HSLA)以其強度大而廣泛用於輸油/氣管道、建築、橋梁、鋼軌、壓力容器、車廂架等生產建設中。
金屬釩在有色合金中主要用於生產釩鈦合金,如Ti-6Al-4V,Ti-6Al-6V-2Sn和Ti-8Al-1V-Mo等。Ti-6Al-4V合金是用於製造飛機和火箭的優良高溫結構材料,在美國極受重視,產量占鈦基釩合金的一半以上。金屬釩還可用於磁性材料、鑄鐵、硬質合金、超導材料及核反應堆材料等領域。
冶煉方法
電硅熱法 片狀五氧化二釩用75%硅鐵和少量鋁作還原劑,在鹼性電弧爐中,經還原、精煉兩個階段煉得合格產品。還原期將一爐的全部還原劑與占總量60~70%的片狀五氧化二釩裝入電爐,在高氧化鈣爐渣下,進行硅熱還原。當渣中V2O5小於0.35%時,放出爐渣(稱為貧渣,可棄去或作建築材料用),轉入精煉期。此時,再加入片狀五氧化二釩和石灰,以脫除合金液中過剩的硅、鋁等,鐵合金成分達到要求,即可出渣出鐵合金。精煉後期放出的爐渣稱為富渣(含V2O5達8~12%),在下一爐開始加料時,返回利用。合金液一般鑄成圓柱形錠,經冷卻、脫模、破碎和清渣後即為成品。此法一般用於含釩40~60%的釩鐵冶煉。釩的回收率可達98%。煉制每噸釩鐵耗電1600千瓦·時左右。
鋁熱法 用鋁作還原劑,在鹼性爐襯的爐筒中,採用下部點火法冶煉。先把小部分混合爐料裝入反應器中,即行點火。反應開始後再陸續投加其餘爐料。通常用於冶煉高釩鐵(含釩60~80%),回收率較電硅熱法略低,約90~95%