Ferrotungsten

Ferrotungsten er en legering af jern og wolfram ( ferrolegering ), der anvendes i jernmetallurgi til legering af stål og legeringer.

Sammensætning

Ferrotungsten indeholder 65-80% wolfram, op til 7% molybdæn, urenheder af silicium, kulstof, svovl, fosfor og andre grundstoffer. Den kemiske sammensætning af nogle kvaliteter af ferrotungsten i henhold til GOST 17293-93 [1] (svarer delvist til den internationale standard ISO 5450:1980) er vist i tabellen.

Kemisk sammensætning af ferrotungsten, % vægt. (resten er jern)

Mærke	Massefraktion, %
	W , ikke mindre end	Mo	Mn	Si	C	P	S	Cu	Som	sn	Al	Pb	Bi	Sb
	W , ikke mindre end	ikke mere
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	-	-	-	-

Legeringen har en flerfasestruktur og kan indeholde en ren wolframfase , Fe 7 W 6 intermetallisk forbindelse og en fast opløsning af jern i wolfram.

Henter

Kildematerialer

De vigtigste wolframmineraler af industriel betydning er ferberit FeWO 4 , hubnerit MnWO 4 , wolframit ( Fe, Mn) WO 4 og scheelite CaWO 4 4 . Wolframmalme indeholder normalt 0,2-0,5% WO 3 , ofte indeholder de mineraler af molybdæn , tin , kobber , arsen og andre grundstoffer. Malme beriges ved forskellige gravitationsmetoder - jigging , koncentration på borde og i låse. De resulterende koncentrater indeholder sædvanligvis 55-65 % WO 3 [2] . Høje jernmalme kan beriges yderligere med magnetiske separatorer ; til adskillelse af scheelite anvendes sulfider, efterbehandlingskoncentrater, flotation og elektrostatisk adskillelse . Scheelit-malme beriges ved flotation i fedtsyrer ( oliesyre , natriumoleat , flydende sæbe ) med fyrreolie eller creosol som blæsemiddel .

Ferrotungsten elektrotermi

Wolframoxider kan reduceres med kulstof , silicium eller aluminium :

{\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}

;

Hvis wolfram reduceres med carbon i det første trin af processen, og metal ekstraheres fra slaggen med silicium i det andet trin, kan en legering med et lavt carbonindhold opnås med en høj ekstraktion af wolfram.

Smeltning af ferro-wolfram, som en ildfast legering, udføres "på en blok" eller med metal, der øses ud af ovnen i en "dejlignende" tilstand. Således blev en carbon -silikotermisk metode til smeltning af ferro-wolfram med udtagning af legeringen udviklet på ChEMK [3] . Der anvendes malmreduktionsovne med en kapacitet på 2,5-5,0 MVA med magnesitmurstensforing (en metalkranie dannes under smeltning ) . Udgangsmaterialerne til smeltning er wolframkoncentrat, petroleums- og begkoks , granuleret ferrosilicium , stålspåner, wolframholdig slagge. Hovedreduktionsmidlet, kokskul, binder 60 % ilt [4] , resten af ilten er bundet af ferrosiliciumsilicium. Stålspåner reducerer wolframindholdet i legeringen til et forudbestemt og reducerer legeringens viskositet.

Smeltning udføres kontinuerligt, i cyklusser er der altid et lag metal på ildstedet . Smeltecyklussen begynder med at fylde badet med halvflydende metal og fast affald fra knusning af den færdige legering; omgå elektroderne samtidigt. Hovedcyklustiden i henhold til arten af de udførte processer og operationer kan opdeles i tre perioder. I den første periode smeltes ladningen, og metallet fra den foregående cyklus raffineres fra silicium, kulstof og mangan på grund af oxidationen af disse urenheder med koncentreret oxygen . Den anden periode er udtagning af legeringens ovn, som er betinget med hensyn til indholdet af urenheder, med stålskeer ved hjælp af en speciel maskine; mens du fortsætter med at fylde resten af koncentratet i små portioner. Den tredje periode er den yderligere reduktion af WO 3 fra slaggen med ferrosilicium silicium, mens mangan og jern samtidigt reduceres og overføres til legeringen; desuden stiger indholdet af silicium og kulstof i legeringen. Efter at have modtaget slaggen med et indhold af WO 3 under 0,25 %, holdes den i ovnen i 10-15 minutter og frigives.

Hovedandelen af omkostningerne ved ferrotungsten er omkostningerne til koncentrater (96-98%), derfor lægges der særlig vægt på foranstaltninger til at reducere wolframtab. Udstødningsgasser fra ovnen renses for støv i battericykloner og elektrostatiske udskillere . Battericyklonstøvet briketteres og returneres til smeltning, det elektrostatiske udskillerstøvet omsmeltes i en separat elektrisk ovn for at opnå en legering med et højt indhold af bly, bismuth og tin og en slagge rig på WO 3 . Legeringen sendes til forarbejdning til ikke- jernholdige metallurgianlæg , slaggen returneres til ovnen til smeltning af ferro-wolfram.

I nogle tilfælde smeltes ferrotungsten i henhold til et to-trinsskema - reduktion af WO 3 og FeO med kulstof i en ovn og raffinering af den resulterende legering - oxidation af urenheder med oxygen af wolframkoncentrat og jernmalm - i anden ovn.

Ferrotungsten aluminothermy

Ferrotungsten og legeringer af wolfram med krom eller nikkel kan opnås ved den aluminotermiske metode. Den varme, der frigives under reduktionen af wolframtrioxid og oxider af urenheder med aluminium, er ikke nok til den normale smeltestrøm, så processen udføres i en elektrisk ovn.

Ifølge en af procesmulighederne omfatter ladningens sammensætning scheelitkoncentrat , aluminiumspulver, jernskær, jernbelægninger og kalk samt slaggeskorper, metalaffald fra tidligere smeltninger og fanget støv. Blandingen briketteres før smeltning . Smeltning begynder med tilførsel af en vis mængde briketter til ildstedet, de antændes med en antændingsblanding af jernskala og aluminiumspulver. Efter dannelsen af smelten sænkes elektroderne, den elektriske belastning optages, og ladningen belastes. Efter smeltningen af hele ladningen genoprettes slaggen med aluminiumskorn, opbevares i en ovn og frigives. En ferrotungsten barre og et lag af en legering med et højt indhold af molybdæn, silicium og aluminium forbliver i ovnen, legeringen omsmeltes og raffineres med en blanding af jernmalm og kalk [3] .

Ansøgning

Ferrotungsten bruges i jernmetallurgi til legering af stål og legeringer. Wolfram er en del af højhastigheds , varmebestandigt , magnetisk , nogle konstruktionsstål , det øger stålets trækstyrke og flydespænding , øger dets styrke og hårdhed ved høje temperaturer, øger intensiteten af magnetisering og forbedrer magnetiske tvangsegenskaber . stål.

Noter

↑ GOST 17293-93 Ferrotungsten. Tekniske krav og leveringsbetingelser . - M . : Standards Publishing House, 1995. Arkiveksemplar dateret 7. marts 2016 på Wayback Machine
↑ GOST 213-83 Wolframkoncentrat. Specifikationer . - M . : Standards Publishing House, 2004. Arkiveksemplar dateret 5. marts 2016 på Wayback Machine
↑ 1 2 Gasik M. I., Lyakishev N. P. Teori og teknologi for elektrometallurgi af ferrolegeringer. — Lærebog for universiteter. - M. : SP Intermet Engineering, 1999. - 764 s. — ISBN 5-89594-022-6 .
↑ Edneral F.P. Elektrometallurgi af stål og ferrolegeringer. - Ed. 4., isp. og yderligere .. - M . : Metallurgi, 1977. - S. 493-514. — 488 s.