Ferrotungsten

Ferrotungsten on raudan ja volframin ( ferroseos ) seos , jota käytetään rautametalurgiassa teräksen ja metalliseosten seostamiseen .

Koostumus

Ferrotungsten sisältää 65-80% volframia, jopa 7% molybdeeniä, piin, hiilen, rikin, fosforin ja muiden alkuaineiden epäpuhtauksia. Joidenkin ferrotvolframilaatujen kemiallinen koostumus GOST 17293-93 [1] mukaisesti (vastaa osittain kansainvälistä standardia ISO 5450:1980) on esitetty taulukossa.

Ferrotvolframin kemiallinen koostumus, paino-%. (loppu on rautaa)

Brändi	Valtaosa, %
	W , ei pienempi kuin	Mo	Mn	Si	C	P	S	Cu	Kuten	sn	Al	Pb	Bi	Sb
	W , ei pienempi kuin	ei enempää
FV80(a)	80	6.0	0.2	0.8	0.10	0,03	0,02	0.10	0,04	0,04	3.0	0,01	0,01	0,01
FV75(a)	75	7.0	0.2	1.1	0,15	0,04	0,04	0,20	0,05	0,05	5.0	-	-	-
FV70(a)	70	7.0	0.3	2	0.2	0,06	0,06	0,30	0,06	0,08	6.0	-	-	-
FV72	72	1.0	0.4	0.5	0.3	0,04	0,08	0,15	0,04	0,08	-	0,02	0,02	0,02
FV70	70	2.0	0.5	0.8	0.5	0,06	0.10	0,20	0,05	0.10	-	-	-	-
FV65	65	6.0	0.6	1.2	0.7	0.10	0,15	0,30	0,08	0,20	-	-	-	-

Seoksella on monifaasinen rakenne ja se voi sisältää puhdasta volframifaasia , metallien välistä Fe 7W 6 -yhdistettä ja kiinteää rautaliuosta volframissa .

Haetaan

Lähdemateriaalit

Tärkeimmät teollisesti tärkeät volframimineraalit ovat ferberiitti FeWO 4, hubneriitti MnWO 4 , wolframiitti ( Fe , Mn ) WO 4 ja scheeliitti CaWO 4 4 . Volframimalmit sisältävät yleensä 0,2-0,5 % WO 3 :a , usein molybdeeniä , tinaa , kuparia , arseenia ja muita alkuaineita. Malmeja rikastetaan erilaisilla gravitaatiomenetelmillä - jiggaaminen , keskittyminen pöytiin ja lukoihin. Saadut konsentraatit sisältävät tavallisesti 55-65 % WO3: a [2] . Korkeat rautamalmit voidaan rikastaa edelleen magneettierottimissa ; scheeliitin erottamiseen käytetään sulfideja, viimeistelyrikasteita, vaahdotus- ja sähköstaattista erotusta . Scheeliittimalmeja rikastetaan vaahdottamalla rasvahapoissa ( öljyhappo , natriumoleaatti , nestesaippua ) käyttämällä vaahdotusaineena mäntyöljyä tai kreosolia .

Ferrotungsten electrothermy

Volframioksidit voidaan pelkistää hiilellä , piillä tai alumiinilla :

{\frac {2}{3}}\mathrm {WO} _{3}+2\mathrm {C} ={\frac {2}{3}}\mathrm {W} +2\mathrm { CO}

;

{\frac {2}{3}}\mathrm {WO} _{3}+\mathrm {Si} ={\frac {2}{3}}\mathrm {W} +\mathrm {SiO} _{2}

;

{\frac {2}{3}}\mathrm {WO} _{3}+{\frac {4}{3}}\mathrm {Al} ={\frac {2}{3}}\ mathrm {W} +{\frac {2}{3}}\mathrm {Al} _{2}\mathrm {O} _{3}

;

Jos volframia pelkistetään hiilellä prosessin ensimmäisessä vaiheessa ja metalli uutetaan lisäksi kuonasta piillä toisessa vaiheessa, voidaan saada matalahiilipitoinen seos korkealla volframin talteenotolla.

Tulenkestävänä metalliseoksena olevan ferrovolframin sulatus suoritetaan "lohkon päällä" tai metallin kauhalla uunista "taikinamaisessa" tilassa. Siten ChEMK:ssä kehitettiin hiili -silikoterminen menetelmä ferrovolframin sulattamiseksi kauhaamalla seoksesta [3] . Käytetään malmin pelkistysuuneja , joiden kapasiteetti on 2,5-5,0 MVA ja joissa on magnesiittitiilivuoraus ( sulatuksen aikana muodostuu metallikallo ). Sulatuksen lähtöaineet ovat volframirikaste, maaöljy- ja pikokksi , rakeistettu ferrosilikoni , teräslastut, volframipitoinen kuona. Pääpelkistin, koksihiili, sitoo 60 % hapesta [4] , loput hapesta sitoutuu ferrosiiin. Teräslastut vähentävät lejeeringin volframipitoisuutta ennalta määrättyyn tasoon ja alentavat seoksen viskositeettia.

Sulatus tapahtuu jatkuvasti, sykleissä, tulisijan päällä on aina metallikerros . Sulatusjakso alkaa kylvyn täyttämisellä puolinestemäisellä metallilla ja valmiin seoksen murskaamisesta syntyneellä kiinteällä jätteellä; ohittaa samanaikaisesti elektrodit. Pääsykliaika prosessien ja suoritettujen toimintojen luonteen mukaan voidaan jakaa kolmeen jaksoon. Ensimmäisellä jaksolla panos sulatetaan ja edellisen syklin metalli puhdistetaan piistä, hiilestä ja mangaanista johtuen näiden epäpuhtauksien hapettumisesta happirikasteella . Toinen jakso on epäpuhtauksien suhteen käsitellyn metalliseoksen kauhaaminen uunista teräslusikoilla erikoiskoneella; jatkaen lopun tiivisteen lataamista pieninä annoksina. Kolmas jakso on WO 3 :n lisäpelkistys kuonasta ferrosii-piillä, kun taas mangaani ja rauta pelkistetään ja siirretään seokseen samanaikaisesti; lisäksi piin ja hiilen pitoisuus lejeeringissä kasvaa. Vastaanotettuaan kuonan, jonka WO3-pitoisuus on alle 0,25 %, sitä pidetään uunissa 10-15 minuuttia ja vapautetaan.

Pääosa ferrovolframin kustannuksista on rikasteiden kustannukset (96-98%), joten erityistä huomiota kiinnitetään toimenpiteisiin volframihäviöiden vähentämiseksi. Uunin pakokaasut puhdistetaan pölystä akkusykloneissa ja sähkösuodattimissa . Akkusyklonipöly briketoidaan ja palautetaan sulatukseen, sähköstaattinen pöly sulatetaan uudelleen erillisessä sähköuunissa, jolloin saadaan seos, jossa on korkea lyijy-, vismutti- ja tinapitoisuus sekä runsaasti WO 3 :a sisältävää kuonaa . Lejeerinki lähetetään jalostettaviksi ei- rautametallurgian tehtaille , kuona palautetaan uuniin ferrovolframin sulatusta varten.

Joissakin tapauksissa ferrovolframi sulatetaan kaksivaiheisen järjestelmän mukaisesti - WO 3 :n ja FeO:n pelkistys hiilellä yhdessä uunissa ja tuloksena olevan seoksen jalostus - volframirikasteen ja rautamalmin epäpuhtauksien hapetus hapella - toinen uuni.

Ferrotungsten aluminothermy

Ferrovolframia ja volframin seoksia kromin tai nikkelin kanssa voidaan saada aluminotermisellä menetelmällä . Volframitrioksidin ja epäpuhtauksien oksidien alumiinilla pelkistyksen aikana vapautuva lämpö ei riitä sulatuksen normaaliin virtaukseen, joten prosessi suoritetaan sähköuunissa.

Yhden prosessivaihtoehdon mukaan panoksen koostumus sisältää scheeliittirikastetta , alumiinijauhetta, rautahiukkasia, rautahilsettä ja kalkkia sekä kuonakuorta, aikaisempien sulatusten metallijätettä ja loukkuun jäänyt pöly. Seos briketoidaan ennen sulatusta . Sulatus alkaa syöttämällä tietty määrä brikettejä tulisijaan, ne sytytetään rautahilseen ja alumiinijauheen sytytysseoksella. Sulan muodostumisen jälkeen elektrodit lasketaan alas, sähköinen kuorma otetaan vastaan ja varaus ladataan. Koko panoksen sulamisen jälkeen kuona palautetaan alumiinirakeiden avulla, säilytetään uunissa ja vapautetaan. Uuniin jää ferrotvolframiharkko ja seoksen kerros, jossa on paljon molybdeeniä, piitä ja alumiinia, seos sulatetaan uudelleen ja puhdistetaan rautamalmin ja kalkin seoksella [3] .

Sovellus

Ferrotungstenia käytetään rautametalurgiassa teräksen ja metalliseosten seostamiseen . Volframi on osa nopeita , lämmönkestäviä , magneettisia , eräitä rakenneteräksiä , se lisää teräksen vetolujuutta ja myötölujuutta , lisää sen lujuutta ja kovuutta korkeissa lämpötiloissa, lisää magnetisoinnin intensiteettiä ja parantaa magneettisen koersitiivisia ominaisuuksia. teräkset.

Muistiinpanot

↑ GOST 17293-93 Ferrotungsten. Tekniset vaatimukset ja toimitusehdot . - M . : Standards Publishing House, 1995. Arkistokopio päivätty 7. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa
↑ GOST 213-83 Volframitiiviste. Tekniset tiedot . - M . : Standards Publishing House, 2004. Arkistokopio päivätty 5. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa
↑ 1 2 Gasik M. I., Lyakishev N. P. Rautaseosten sähkömetallurgian teoria ja tekniikka. — Oppikirja yliopistoille. - M .: SP Intermet Engineering, 1999. - 764 s. — ISBN 5-89594-022-6 .
↑ Edneral F.P. Teräksen ja ferroseosten sähkömetallurgia. - Toim. 4., isp. ja muita .. - M . : Metallurgy, 1977. - S. 493-514. — 488 s.