Qu'est-ce que le ferrovanadium
Le ferrovanadium est un alliage principal de fer-vanadium utilisé pour introduire du vanadium dans l'acier et la fonte. Les qualités commerciales contiennent entre 35 et 85 % de vanadium, bien que le commerce soit concentré sur deux d'entre elles. Dans le système chinois couvert par GB/T 4139, FeV50 est spécifié avec du vanadium à 48,0-55,0 % et FeV80 avec du vanadium à 78,0-82,0 %. La norme ISO 5451 donne les spécifications et les conditions de livraison pour les contrats internationaux, et ASTM A102 est la spécification américaine correspondante.
Le vanadium est un puissant formateur de carbure et de nitrure, ce qui explique l'existence de cet alliage. Il n’est pas ajouté comme agent de remplissage bon marché ; il est ajouté en petites quantités soigneusement pesées pour modifier la microstructure du produit fini.
Comment il est produit
La matière première est constituée de flocons de pentoxyde de vanadium, produits à partir de scories contenant du vanadium-ou d'autres résidus contenant du vanadium-. L'oxyde est réduit par aluminothermie, c'est-à-dire avec de l'aluminium comme réducteur, dans une réaction de type thermite- qui produit du ferrovanadium fondu et un laitier d'aluminate de calcium. Le métal est exploité, refroidi et broyé jusqu'à la taille commandée et, dans certains cas, affiné davantage pour réduire les valeurs d'aluminium et de carbone pour les qualités de carbone les plus faibles -. L’aluminium étant le réducteur, les résidus d’aluminium dans l’alliage fini constituent un véritable élément de spécification plutôt qu’un oubli.
Ce que fait le vanadium dans l'acier
Le vanadium dissous dans l'austénite précipite sous forme de carbonitrure de vanadium lors du laminage et du refroidissement. Ceux-ci précipitent les limites des grains et assurent un renforcement par précipitation, ce qui permet à un sidérurgiste d'atteindre un objectif de résistance avec moins de carbone et donc une meilleure ténacité et soudabilité. C'est la base des aciers alliés microalliés à haute-faible-résistance, où le vanadium est utilisé seul ou en combinaison avec le niobium et le titane à des niveaux d'addition typiques d'environ 0,02-0,10 %. Le vanadium est également présent à des niveaux beaucoup plus élevés dans les aciers à outils et à matrices, dans les aciers rapides et dans certaines nuances de rails et de pièces forgées, où la résistance à l'usure et la dureté à chaud sont importantes.
Spécifications et ce que les acheteurs doivent vérifier
Un bon de commande de ferrovanadium doit indiquer la qualité, la norme du produit et la taille de coupe. Le certificat doit ensuite indiquer le vanadium, le silicium, l'aluminium, le carbone, le soufre et le phosphore, ainsi que l'analyse granulométrique et l'humidité. L'aluminium et le silicium affectent la récupération et l'état des scories dans la poche, et le carbone affecte la qualité d'acier pour laquelle l'ajout est adapté, ce ne sont donc pas des chiffres secondaires.
| Grade | Gamme Vanadium | Application typique |
|---|---|---|
| FeV50 | 48.0-55.0 % | Ajouts généraux de microalliages et d’acier à outils |
| FeV80 | 78.0-82.0 % | Aciers de haute-qualité et fret réduit par unité de vanadium |
| Ferrovanadium nitruré | Vanadium avec ajout contrôlé d'azote | Qualités dans lesquelles l'azote est également allié |
La relation entre le ferrovanadium et les matériaux industriels est simple : il se situe au sommet d'une chaîne qui commence avec du minerai et des scories contenant du vanadium- et se termine par une poutre laminée, un rail, un outil ou une pièce forgée. Un changement dans la disponibilité de la matière première de vanadium atteint l'aciérie sous la forme d'un changement du prix du ferrovanadium et, si le changement est important, d'un changement dans la quantité de vanadium qu'une nuance donnée est autorisée à contenir.
Stockage, manutention et récupération
Le ferrovanadium est fourni sous forme de morceaux, généralement de l'ordre de 10 à 50 mm, emballés dans des fûts en acier ou des sacs de 1 000 kg. Il doit être stocké au sec car l'humidité ajoute du poids sans ajouter de vanadium et provoque des gaz dans la poche. La récupération dépend beaucoup plus de la pratique d'addition que de l'alliage lui-même : les ajouts effectués sous agitation adéquate et avec une séquence de désoxydation maîtrisée récupèrent plus de vanadium que les ajouts déversés sur un laitier froid. Les morceaux trop grossiers pour le temps de dissolution disponible doivent être éliminés plutôt que chargés et perdus.
Foire aux questions
Q:A quoi sert le ferrovanadium ?
R : Il s'agit du principal ajout utilisé pour introduire du vanadium dans les aciers microalliés à haute résistance, les aciers à outils et à matrices et certaines qualités de rails et de pièces forgées, où la précipitation du carbonitrure de vanadium contrôle la taille et la résistance des grains.
Q:Quelle est la différence entre FeV50 et FeV80 ?
R : Les deux appartiennent à la même famille d’alliages. Le FeV80 contient 78,0 à 82,0 % de vanadium contre 48,0 à 55,0 % pour le FeV50, donc moins de matériau est nécessaire par unité de vanadium, ce qui réduit les coûts de transport et de manutention.
Q:Quelle norme doit être mentionnée sur la commande ?
R : GB/T 4139 pour les qualités chinoises, ISO 5451 pour les contrats internationaux et ASTM A102 pour les achats nord-américains. La désignation de la catégorie et la taille de coupe doivent apparaître à côté de la norme.
Q:Pourquoi la teneur en aluminium est-elle importante ?
R : L’aluminium est le réducteur de la production. L'aluminium résiduel affecte l'équilibre en oxygène et les scories dans la poche, et certaines spécifications d'acier fixent un plafond bas pour l'aluminium soluble dans l'acide-, ce chiffre doit donc être certifié.
Q:Quelle quantité de vanadium est normalement ajoutée à l’acier ?
R : Les qualités microalliées utilisent généralement environ 0,02-0,10 % de vanadium. Les aciers à outils, à matrices et rapides utilisent des ajouts beaucoup plus élevés, souvent supérieurs à 1 %, car l'objectif est la résistance à l'usure plutôt que la soudabilité.
Q:Comment un envoi doit-il être contrôlé à son arrivée ?
R : Pesez l'emballage, comparez la répartition des tailles avec le contrat, vérifiez l'humidité et comparez la chimie certifiée avec l'échantillon retenu et la norme indiquée sur la commande.