フェロバナジウム 80 の作り方: アルミノサーミック製造手順

フェロバナジウム80とは

フェロバナジウム 80 (FeV 80 とも呼ばれます) は、最小バナジウム含有量が 80% で、鉄と制御されたシリコン、アルミニウム、炭素のバランスを備えた鉄-バナジウム マスター合金です。これは商業用フェロバナジウム範囲の最上位に位置し、FeV 50 以上であり、貨物 1 トンあたりに含まれるバナジウムの価値が重要な場合や、熱に加えられるキャリア鉄を低く抑える必要がある場合に購入されます。グレードとその化学的性質は ASTM A1023/A1023M に基づいて国際的に指定されており、同じ製品ファミリーは中国国家規格の GB/T 4139 に基づいて製造されています。製造は冶金学的還元プロセスであり、そのほとんどすべてが五酸化バナジウムをアルミニウムで還元することに基づいています。

ステップ 1: 原材料の選択と準備

4 つの入力が熱の結果を決定します。五酸化バナジウムフレーク（通常 98 % V2O5）がバナジウム源です。純度 98 % では、質量で約 56.0 % のバナジウムが含まれています。アルミニウム顆粒は主な還元剤であり、適切な速度で反応に溶解するように制御されたサイズにふるい分けされます。鉄は、きれいな鋼スクラップまたは鉄の削りくずの形で、合金の最終的なバナジウム-対-鉄の比率を設定する担体として添加されます。薄い流動性スラグは粘性のあるスラグよりも金属プールからはるかによく分離するため、スラグの流動性と塩基性を制御するために石灰または別のフラックスが投入されます。原料は仕込む前に乾燥させます。酸化物またはアルミニウム内の水分は水素と蒸気を生成し、スパッタを発生させて金属ユニットを燃焼させます。

ステップ 2: 料金計算

核となる反応はテルミット還元です。

3 V2O5 + 10 Al=6 V + 5 Al2O3。

化学量論的なアルミニウムの必要量はその方程式から直接得られ、プラントは反応を完了まで促進し、酸化損失を補うために少量の過剰量を追加します。鉄スクラップと石灰はターゲットの合金組成に基づいて計算され、反応によって外部電力なしで合金とスラグの両方を溶かすのに十分な熱が生成されるように、装入全体のバランスがとれています。還元剤の装入量が少なすぎると、バナジウムが未還元の酸化物としてスラグに報告され、回収率が低下します。濃すぎると、合金中の残留アルミニウムが仕様で設定された制限を超えて増加します。

ステップ 3: 充電、点火、還元

準備された酸化物、アルミニウム、鉄、フラックスを混合し、耐火物で裏打ちされた反応容器、{0}}多くの店で使用されている出湯取鍋、および高純度が重要な水冷容器-に投入します。装薬は通常、点火混合物を使用して上部で点火されます。反応が開始されると、強い発熱と自己伝播が起こり、温度は合金の融点をはるかに超えて上昇します。そのため、金属とアルミナを多く含むスラグは、両方とも液体であるにもかかわらず、密度によって分離されます。-オペレーターは、装入深度と残りの混合物の添加速度によって燃焼を制御します。健全な減少の目に見える兆候は、激しい噴火ではなく、静かで均一に進行する反応フロントです。

ステップ 4: 冷却、タッピング、サイズ調整

合金は容器または冷却ピット内で冷却され、その後分解されます。粉砕では、オープンレードル添加の場合は標準的な 10-50 mm の塊が生成され、コアワイヤや粉末冶金では 3-}10 mm の粉砕材料またはより微細なグレードが生成されます。スラグは分離、選別され、アルミナを豊富に含む副産物として販売されるか、さらに加工されて残留バナジウムを回収します。

ステップ 5: 品質管理と認証

各ロットはスクリーニング後にサンプリングされ、バナジウム、シリコン、アルミニウム、炭素、リン、硫黄が分析されます。バナジウムは、ASTM A751 に準拠した分析手法による滴定によって測定され、ICP によるチェック測定-結果が規格限界に近い場合には、OES が使用されます。分析証明書はパッケージにマークされたロット番号に関連付けられており、下流の工場が問題のある熱を検証できるように、保持されたサンプルが保管されます。プラントでは、化学的性質とともに、除去されたアンダーサイズのサイズ分率と重量も記録します。これら 2 つの数値によって、顧客が既存の添加システムを通じて材料を供給できるかどうかが決まるからです。

よくある質問

Q:フェロバナジウム80は何からできていますか?
A: 主なルートでは、五酸化バナジウムのフレーク、還元剤としてアルミニウム粒、担体として鉄スクラップ、フラックスとして石灰が使用されます。酸化物はバナジウム金属に還元され、同じ容器内で鉄と合金になります。

Q:酸化物を還元するために炭素の代わりにアルミニウムが使用されるのはなぜですか?
A: アルミノサーミック還元は、外部電力を使わずに合金とスラグを溶かすのに十分な熱を生成し、炭素還元によって低炭素マスター合金に生じる可能性のある炭素の取り込みを回避します。{{0}{1}}

Q:熱のバナジウム回収率は何によって決まるのでしょうか?
A: チャージバランスが主な要素です。過剰な還元剤と流動性スラグは最も高い回収率をもたらします。希薄な装入物はスラグ中に未還元のバナジウムを残し、粘性のあるスラグは金属液滴を捕捉して収率を低下させます。

Q:同じ容器で FeV 50 を生産できますか?
A: はい。プロセスは同じです。電荷バランスは、80 % ではなく 50 % の最小バナジウム含有量に達するように、より多くの鉄キャリアで調整され、結果として得られる合金は、それに応じてバナジウム単位当たりの重量が重くなります。

Q:完成した合金のサイズはどのようになりますか?
A: 冷却して破壊した後、合金は粉砕され、10-50 mm の塊、3 ～ 10 mm の粉砕材料、およびコアワイヤまたは粉末用途のより細かいグレードに選別されます。オーバーサイズとアンダーサイズは、出荷に混入されるのではなく、再処理されます。

Q:ロットがリリースされる前に何をチェックしますか?
A: ロットサンプルの化学的性質、宣言されたサイズ分率、アンダーサイズの重量、およびサンプル間のトレーサビリティリンク、分析証明書、パッケージ上のロット番号。