在钢中加入钒一方面起脱氧与脱氮的作用,另一方面可改善钢的性能,终达到降低生产成本或降低钢材使用量的目的。目前钒绝大部分用作钢的添加成分,以生产高强度低合金钢、高速钢、工具钢、不锈钢、轴承钢等。钒钢具有强度大,韧性、耐磨性及耐蚀性好的特点。广泛用于机器制造、汽车、航空、铁路运输工具、桥梁等行业。
钒在高强度低合金钢中的应用
钒的很大一部分都用于生产高强度低合金钢。向普通低合金钢中添加钒,可提高其正火后的强度、屈服比及低温韧性,改善钢的焊接性能,因此成为普通低合金钢的一种比较理想的合金化元素。在低温结构钢中也可应用钒合金化技术来提高钢的强度和韧性。在普通高强度低合金钢中,一般钒含量为0.04%~0.12%,个别达到0.16%~0.25%。在合金结构钢中,钒主要用来细化晶粒和提高钢的强度。因为在一般热处理条件下钒会起到降低钢的淬透性的作用,所以在结构钢中,它通常是和锰、铬、钼和钨几种元素中的一种或两种配合使用。钒在合金结构钢中的含量一般为0.07%~0.30%,个别达到0.40%~0.50%。钒在钢中的主要作用是:
(1) 碳氮化钒的析出温度较低,固溶在奥氏体中,晶界迁移的拖拽力低。这将有利于奥氏体再结晶,容易实施再结晶控轧,沿钢材截面组织均匀。在很宽的温度范围内,生产偏钒酸钠厂家,能得到均匀再结晶晶粒,终轧温度对力学性能影响不大。相比较其它微合金钢和合金钢而言,含钒钢的轧制抗力较小,与碳锰钢相当。
(2) 在铁素体或马氏体中析出,产生析出强化作用,一般在铁素体中的析出强化增量在50MPa~100MPa。通过提高钢中氮含量可以促进钒的析出,偏钒酸钠批发,获得更大的析出强化效果。这在高强度热轧带肋钢筋的生产中是一项好技术,偏钒酸钠,达到节约钒的使用量,提高析出强化量的作用。
(3) 马氏体钢中添加钒可以增大钢的抗回火软化性能,使钢在回火过程中保持马氏体板条形态,或者在回火过程中析出碳化钒,产生二次硬化效应。
湿法冶金工艺生产主要经历以下生产阶段:
1、原料预处理;2、固液分离及溶液净化;3、钒溶液沉淀结晶;4、钒酸盐分解、干燥及熔炼。
各操作单元原理及作用简介:
原料预处理工序:
原料预处理工序主要对钒渣以及含钒原料通过高温焙烧或酸、碱溶液浸出等方法处理,使其中的有价元素V完成晶型及结构价态转变,终生成水溶性、碱溶性或酸溶性的钒盐或钒酸盐。典型的方法有:
钠化焙烧提钒:
钒渣(或钒矿)磨细和选去所夹带的金属铁后,配入适当的钠盐附加剂,经过高温焙烧氧化、钠化反应,钒铁尖晶石等不溶性三价钒化合物氧化成并与钠盐反应,生成可熔性钒酸钠。
V2O5+Na2CO3→2NaVO3+CO2工业上这个过程一般在回转窑、多层焙烧炉及平窑等炉窑中完成,焙烧温度在800~900度。
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