电铝热法生产FeV80-A的技术研究

根据FeV80出口至欧洲的产品标准,分析了当前FeV80的生产现状。基于电铝热法冶炼FeV80原理,结合生产实践,针对合金成分和外观质量控制,对电铝热生产FeV80-A的工艺技术展开实验研究。实验结果表明:为稳定生产FeV80-A,在成分方面需要控制的杂质元素是Al、C、S、P,在外观方面需要控制FeV80-A表面无夹杂;配铝校正系数控制范围是1.02~1.04;冶炼时间在25.0~28.0 min;影响FeV80-A中w(P)、w(S)主要因素是原料中的V_(2)O_(5)、V_(2)O_(3);冶炼结束后,应保持炉体静置冷却30 min。

喷粉工艺在FeV80钒铁冶炼中的应用

介绍了电铝热法冶炼FeV80中的工艺原理、主要设备及工艺流程,分析了喷粉工艺对高钒铁熔渣密度、粘度、界面张力的影响,对FeV80钒铁采取喷粉工艺前后熔渣中TV、钒回收率进行了对比,钒回收率达到95%以上,为提高FeV80钒回收率找到了新的途径,对FeV80生产具有指导意义。

V_2O_3电铝热法冶炼FeV80炉渣的综合利用研究

为充分利用冶炼FeV80产生的炉渣,采用X射线衍射分析和化学成分分析确定了V_2O_3电铝热法冶炼FeV80炉渣的物相组成和化学组成,通过工业试验研究了炉渣捣制炉衬的可行性和经济性。结果表明:炉渣熔化性温度为1800~1850℃,全部采用炉渣捣制炉衬冶炼FeV80,可减轻炉衬浸蚀程度,增强合金质量控制能力,钒冶炼收得率可提高0.2%以上。

电铝热法冶炼FeV80喷粉技术研究

FeV80是冶炼含钒特殊钢材的重要原料。在电铝热法冶炼FeV80过程后期,采用喷吹铝粉、铁粉技术,充分搅拌熔池,强还原熔渣中的残留氧化钒,调整合金成分,能有效提高冶炼钒回收率和产品质量。

铝热法冶炼FeV80工业化试验浅析

本文叙述了钒的应用和铝热法冶炼FeV80工艺优缺点,并重点论述了用石煤酸浸提钒法生产的片状五氧化二钒作为原料,采用铝热法冶炼FeV80的试验研究概况,找出了影响铝热反应重要因素。试验及生产表明,采用本工艺方法可以获得合格的FeV80产品,其成分符合GB/T 4139-2004标准要求,钒的平均回收率达92.16%,为FeV80工业化生产提供了技术支撑。

提高FeV80生产工艺喷粉率的研究

FeV80喷粉工艺是提高钒收率有效措施之一,在长期的生产实践中发现,喷粉时易发生喷枪故障,影响喷粉率。导致喷粉操作无法有效进行,进而影响FeV80冶炼的钒收率。本文以3.0吨电弧炉电铝热法冶炼FeV80为例,探讨影响喷粉率的原因,就如何解决喷枪故障,提高喷粉率进行深入研究。

由FeV80合金制备的V_(28)Ti_(32)Cr_(28)Mn_6Fe_6合金的组织结构及吸放氢特性

通过XRD、SEM/EDS及PCT测试研究了由FeV80合金制备的V28Ti32Cr28Mn6Fe6合金的组织结构及吸放氢特性。该合金由bcc相和C14Laves第二相构成。由于合金中氧含量(0.83%,质量分数)较高,因而吸放氢容量较低,动力学性能较差。通过添加一定量的稀土元素La(1%～10%,质量分数),可显著降低合金中的氧含量,从而提高其动力学性能和吸放氢容量。当La的添加量达到4.0%时,合金具有最佳的吸放氢性能,吸氢量达到3.62%,放氢量达到2.13%;合金氢化物的生成焓为(-40.0±1)kJ/mol·H2。

电铝热多期法制备FeV80合金的偏析研究

利用扫描电镜、能谱分析、FactSage热力学计算等方法,研究了FeV80合金的微观形貌及元素分布情况,结果表明:FeV80合金主要由浅灰色的基体相(σ相)和深灰色的针状、颗粒状第二相(BCC-A2相)组成,且杂质元素Si更倾向于在σ相中析出。结合现场试验,对FeV80合金的宏观偏析进行了研究,受元素熔点、密度、凝固性等影响,合金各元素均存在不同程度的偏析,浇铸有利于合金元素的均质,但必须同时减缓冷却速度才能更显著地改善偏析,此时合金主元素V的极差、标准差最大,分别为1.510%和0.4714%,杂质元素S的极差、标准差最小,分别为0.004%和0.0017%。

FeV80合金碳含量控制研究

分析了碳在Fe V80合金中的赋存状态及脱碳热力学条件,考察了石灰碳含量、C/V比、通电时间及脱碳剂对合金碳含量及渣中钒含量的影响。理论分析结果表明:常压条件下,铝热还原过程中合金中碳的主要赋存状态为VC和Fe3C。V-C-O系及V-Fe-C-O系平衡CO分压分别为3.2 Pa和127.7 Pa;只有当体系PCO低于该值时,才能实现碳的完全氧化及钒的彻底还原。同时,作为碳氧反应的动力学热区,适度提高渣金界面自由氧活度有利于合金中碳的氧化脱除。试验结果表明:降低入炉石灰碳含量及减少入炉石灰量均能有效降低原料碳来源,有利于合金碳含量的降低;通电时间对合金碳含量的降低无明显效果,但缩短通电时间易导致熔融合金沉降受阻;脱碳剂Fe O的添加能够促进合金碳氧反应,但易引起钒的二次氧化。优选工艺条件下,合金平均碳含量降低到0.10%,渣中平均钒含量为1.32%。

可用于PEMFC燃料电池的钒基固体贮氢材料

介绍了V-Ti-Cr-Fe系列贮氢合金，该系列合金常温无需活化即可快速吸氢，放氢平台压可调，其1atm以上的可逆吸放氢量超过质量分数2．0％，吸放氢循环500次的容量衰减小于30％。此外，由于利用了廉价的FeV80中间合金，解决了钒基贮氢合金价格昂贵的问题，是目前少有的综合性能优良的贮氢合金，可用于PEMFC燃料电池的高纯氢燃料的贮存载体。

粉末冶金法低成本制备Ti-1Al-8V-5Fe合金的组织和性能

本文以低成本Fe V80中间合金粉末为原料,用粉末冶金法制备了Ti185合金,并对其组织和力学性能进行分析检测。实验结果表明,该方法制备出的烧结合金组织均匀,无元素偏析,未产生传统熔炼方法中不可避免的"β斑";其抗拉强度可达到840±20 MPa、屈服强度可达到772±15 MPa、延伸率为5.4±0.3%,综合性能可与市售Ti185合金坯料媲美。

Al对V-Fe-Ti三元贮氢合金电化学性能的影响

研究了V2．46TiFe0.54Alx（x=0～0．4）贮氢合金的相结构及其电化学性能。XRD分析表明，所有合金均由单一的BCC相结构组成；随Al含量的增加，BCC相的晶格常数逐渐增大。电化学测试结果显示，所有合金电极的放电容量随循环次数的增加均显著降低。由线性极化曲线可以看出，Al基本上对交换电流密度没有影响。经恒电位放电曲线分析表明，氢在合金电极中的扩散系数随Al含量的增加而增大。Al加入后，合金的高倍率放电性能也得到了一定改善。

V_(2.46)TiFe_(0.54)Si_x(x=0.03～0.15)贮氢合金电化学性能的研究

研究了V2.46TiFe0.54Six（x=0.03-0.15）贮氢合金的相结构及其电化学性能。合金由BCC结构的V基固溶体主相和C14Laves第二相组成,C14Laves相以网状形式分布在BCC相的晶界上。随Si含量的增加,C14Laves相含量不断增大。电化学测试结果显示,合金的放电容量随循环次数的增加均显著降低。随x的增大,合金最大放电容量先增大后减小,在x=0.09时达到最大值,约522.6mAh/g;交换电流密度及氢的扩散系数则单调增大,倍率性能得到提高。

电铝热法FeV_(80)冶炼碳含量研究

通过对电铝热法FeV80冶炼过程碳含量的跟踪研究,分析了实际生产中V2O3与V2O5的原料质量比由6∶4提高到8∶2时成品含碳量增加的原因。通过元素平衡分析、修订原辅材料标准,确定冶炼工艺控制措施,从根本上解决了增大原料中V2O3比例后FeV80含碳量超标的问题,采取措施后,吨FeV80成本降低3 000元,收效十分明显。

浸渍石墨电极在钒铁炉上的应用

为了改善石墨电极的使用性能,基于石墨电极溶液浸渍改性技术,结合攀枝花钒厂常规的炉料结构和工艺装备,在钒铁冶炼炉上开展了浸渍石墨电极工业应用。结果表明,浸渍石墨电极具有良好的抗高温氧化性能,降低电极消耗23.8%,同时降低单炉FeV80中C含量至0.1个百分点。

钒氮微合金化HRB500E热轧带肋钢筋开发

HRB500E热轧带肋钢筋开发难点在于既要满足高强度,又要满足强屈比Ml.25抗震要求。国内部分钢厂采用VN16合金化工艺生产HRB500E,钢筋强屈比难以达到1.25,针对上述问题采用“VN16+FeV80”锐氮合金化工艺,将饥控制在0.07%-0.11%,氮控制在0.011%-0.015%,通过既发挥锐的析出强化作用又不至于飢过量析出导致强屈比显著下降技术手段,开发并批量稳定生产出强屈比富余量充足的012-032 mm规格HRB500E热轧带肋钢筋,解决了单独采用VN16合金化生产HRB500E钢筋强屈比不合格难题。