『壹』 详述钒铁的作用及提炼方法有哪些
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碳素钢占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。
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。
冶炼方法
电硅热法 片状五氧化二钒用75%硅铁和少量铝作还原剂,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,在高氧化钙炉渣下,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,铁合金成分达到要求,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%