เฟอร์โรวานาเดียม (FeV)เป็นสิ่งสำคัญเหล็ก-โลหะผสมวานาเดียมซึ่งทำหน้าที่เป็นหลักสารเติมแต่งวานาเดียมในอุตสาหกรรมเหล็ก. โลหะผสมนี้มักประกอบด้วยระหว่างวาเนเดียม 35% และ 85% (V)โดยน้ำหนักส่วนที่เหลือเป็นเหล็ก (เฟ)และจำนวนเล็กน้อยสิ่งสกปรกเช่นคาร์บอน (ซี) , ซิลิคอน (ศรี) , ฟอสฟอรัส (P) , กำมะถัน (S), และอลูมิเนียม (อัล). วัสดุถูกผลิตในก้อนหรือละเอียดรูปร่างมีลักษณะเป็นสีเงิน-สีเทาความมันวาวของโลหะ. ความหนาแน่นของมันอยู่ในช่วง 6.0 ถึง 7.2 g/cm³ ขึ้นอยู่กับเนื้อหาวานาเดียมและมีจุดหลอมเหลวอยู่ที่ประมาณ 1,800–1,900 องศา ทำให้เหมาะสำหรับกระบวนการผลิตเหล็กที่มีอุณหภูมิสูง-
ประวัติความเป็นมาของเฟอร์โรวาเนเดียมมีอายุย้อนไปถึงต้นศตวรรษที่ 20 เมื่อวาเนเดียมแรกเริ่มถูกระบุว่าเป็นผู้มีศักยภาพองค์ประกอบไมโครอัลลอยด์. ในปี พ.ศ. 2448 ได้มีการค้นพบสิ่งขนาดใหญ่วาเนเดียม-แบริ่งแมกนีไทต์เงินฝากในเปรูกระตุ้นการผลิตเชิงพาณิชย์ วันนี้,วาเนเดียมได้รับการยอมรับว่าเป็นโลหะเชิงกลยุทธ์เนื่องจากมีความสามารถเฉพาะตัวในการปรับแต่งโครงสร้างเกรน, เพิ่มความต้านทานแรงดึง, ปรับปรุงความเหนียว, และเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนแม้ว่าจะเติมในปริมาณเล็กน้อย (โดยทั่วไปคือ 0.05–0.15% ของน้ำหนักเหล็ก) ทั่วโลกประจำปีวาเนเดียมการผลิตเกิน100,000 ตัน(เทียบเท่ากับV₂O₅) ซึ่งเกือบ90%จะถูกบริโภคในรูปของเฟอร์โรวาเนเดียมหรือวาเนเดียม-โลหะผสมไนโตรเจนสำหรับการผลิตเหล็ก
มาตรฐานและเกรดผลิตภัณฑ์
คุณภาพและองค์ประกอบของเฟอร์โรวาเนเดียมถูกควบคุมโดยข้อกำหนดระดับชาติและนานาชาติอย่างเคร่งครัด ในประเทศจีนบังคับมาตรฐานแห่งชาติเป็นกิกะไบต์/ที 4139-2012ซึ่งจำแนกโลหะผสมออกเป็นเก้าเกรดที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับเนื้อหาวานาเดียมและอนุญาตสูงสุดระดับสิ่งเจือปน. เกรดที่มีการซื้อขายกันมากที่สุดคือFeV50 (V 48–55%), FeV60(V 58–65%) และFeV80(V 78–82%). แต่ละเกรดมีหมวดหมู่ย่อย (A, B, C) ซึ่งแสดงถึงการควบคุมสิ่งเจือปนที่เข้มงวดยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่นFeV50-Aอนุญาตให้น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.40% C, น้อยกว่าหรือเท่ากับ 2.0% Si, น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.06% P, น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.04% S และน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1.5% Al ในขณะที่FeV50-Bช่วยให้มีสิ่งเจือปนสูงขึ้น (C น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.60%, Si น้อยกว่าหรือเท่ากับ 3.0% เป็นต้น) ที่FeV80 grades are premium products with V >78% และมีคาร์บอนต่ำมาก (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.15–0.30%) โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับเหล็กกล้าเครื่องมือคุณภาพสูง-และโลหะผสมการบินและอวกาศ
ในระดับสากลนั้นมาตรฐาน ASTM A102-03(2019)ครอบคลุมมาตรฐานเฟอร์โรวาเนเดียมสำหรับการผลิตเหล็ก โดยระบุองค์ประกอบทางเคมีและข้อกำหนดขนาด ในทำนองเดียวกันISO 5451:1980ให้ข้อมูลอ้างอิงทั่วโลกสำหรับเฟอร์โรวาเนเดียมเกรดแม้ว่าผู้ผลิตหลายรายจะใช้ข้อกำหนดเฉพาะตามคำขอของผู้ซื้อก็ตามขนาดอนุภาคเป็นอีกหนึ่งพารามิเตอร์ที่สำคัญ ขนาดการจัดส่งโดยทั่วไปคือ10–50 มมสำหรับวัสดุที่เป็นก้อนด้วยค่าปรับ (<10 mm) limited to ≤5% to ensure uniform dissolution in molten steel. บรรจุภัณฑ์มักจะเกี่ยวข้องกับถังเหล็กหรือถุงใหญ่น้ำหนักสุทธิ 1,000 กิโลกรัม พร้อมด้วยการทำเครื่องหมายโดยระบุเกรด หมายเลขรุ่น และน้ำหนักสุทธิพื้นที่จัดเก็บต้องใช้คลังสินค้าที่แห้ง-และมีอากาศถ่ายเทได้ดีเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการดูดซับความชื้น
การควบคุมและการทดสอบคุณภาพ
เข้มงวดการตรวจสอบเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทุกชุดการสุ่มตัวอย่างปฏิบัติตามขั้นตอนมาตรฐาน (เช่น การสุ่มตัวอย่างจากถังหลายถัง) และการวิเคราะห์ทางเคมีจะดำเนินการโดยใช้สเปกโตรเมตรีการแผ่รังสีด้วยแสงพลาสมาแบบเหนี่ยวนำควบคู่กัน (ICP{0}}OES) , รังสีเอกซ์-เรืองแสง (XRF), หรือวิธีเคมีแบบเปียกสำหรับธาตุอย่างวาเนเดียม ซิลิคอน และฟอสฟอรัสคาร์บอนและกำมะถันโดยทั่วไปจะวัดโดยการดูดกลืนแสงอินฟราเรดจากการเผาไหม้. ที่เนื้อหาวานาเดียมถูกกำหนดโดยการไตเตรทแอมโมเนียมเมทาวานาเดตหรือการไตเตรทแบบโพเทนชิโอเมตริกด้วยความแม่นยำ ±0.5%คุณสมบัติทางกลไม่ได้ทดสอบโดยตรงกับโลหะผสม แต่ประเมินประสิทธิภาพของโลหะผสมการทดลองเหล็กร้อนที่วัดขนาดเกรน ความแข็งแรงของผลผลิต และความเหนียวของแรงกระแทก
ข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย
การผลิตและการจัดการของเฟอร์โรวาเนเดียมมีส่วนร่วมฝุ่นอันตราย(วานาเดียมเพนท็อกไซด์เป็นพิษ) และการทำงานที่อุณหภูมิสูง-. ดังนั้น,ขีดจำกัดการสัมผัสจากการประกอบอาชีพ(OELs) ได้มีการบังคับใช้อย่างเคร่งครัดด้วยอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE)บังคับ.ตะกรันเสียจากการถลุงมีวานาเดียมตกค้างและต้องผ่านการบำบัดหรือรีไซเคิลจึงจะพบกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม. ผู้ผลิตหลายรายได้นำมาใช้ระบบน้ำแบบปิด-และตัวกรอง baghouseเพื่อลดการปล่อยมลพิษ
โดยสรุปเฟอร์โรวาเนเดียมไม่ใช่สินค้า แต่เป็นมูลค่าเพิ่ม-วัสดุทางวิศวกรรมซึ่งคุณภาพส่งผลโดยตรงต่อการปฏิบัติงานของเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง-. ทำความเข้าใจมันข้อกำหนด, โปรโตคอลการทดสอบ, และมาตรฐานสากลเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทั้งผู้ซื้อและผู้ขายในการค้าระหว่างประเทศนี้โลหะผสมเชิงกลยุทธ์.