Предназначение ферровольфрама и влияние его на свойства стали
Ферровольфрам — сплав железа и вольфрама (ферросплав), используемый в чёрной металлургии для легирования стали и сплавов. с минимальной массовой долей вольфрама 70,0% и с максимальной массовой долей вольфрама 85,0%, полученный путем восстановления. Вольфрам повышает предел прочности и предел текучести, твердость и износостойкость. Особенно важно положительное влияние вольфрама на механические свойства сталей при повышенных температурах, повышение теплостойкости и стойкости против отпуска.
2- 3 Физико-химические свойства вольфрама и его соединений.
Светло-серый металл, наиболее тугоплавкий из металлов (tпл 3380 oС), плотность 19,3 г/см3(тяжелыйметалл). Вольфрам парамагнитен и эллектропроводен. Теплота плавления191 кДж/кг 35 кДж/моль. Вольфрам встречается в природе главным образом в виде окисленных сложных соединений, образованных трехокисью вольфрама WO3 с оксидами железа и марганца или кальция, а иногда свинца, меди, тория и редкоземельных элементов. Промышленное значение имеют вольфрамит (вольфрамат железа и марганца nFeWO4 * mMnWO4 — соответственно, ферберит и гюбнерит) и шеелит (вольфрамат кальция CaWO4). Вольфрамовые минералы обычно вкраплены в гранитные породы.
название |
Хим формула |
WO3 % |
твердость |
|
ферберит |
FeWO4 |
76.3 |
5 |
Встреч редко |
гюбнерит |
MnWO4 |
76.6 |
5 |
Встреч редко |
вольфрамит |
(Fe,Mn)WO4 |
76.5 |
5-5.5 |
Черн-кр.черн |
шеелит |
CaWO4 |
80.6 |
4.5-5 |
Св.жел-бур.кр |
молибдошеелит |
Ca(W,Mo)O4 |
70-79 |
4.5 |
Серый-медно желтый |
3. Минералы, руды, месторождения, концентраты вольфрама, их характеристика.
Известно, около 15 руд содержащих W, в вольфрамовых рудах встречаються другие минералы Mo,Sn,Cu,Bi и др. шеелит не магнитен, но при облучении ультрафиолетовыми лучами флуоресцирует. Месторождения руд связано с расположением гранитных пород, вольфрамовые руды содержат от 0.2 до 0.5% WO3, основные месторождения в СНГ на северном Урале, средней азии, Забайкалье, Чукотке и дальнем востоке. В Мире: Китай ,США, Турция, Бразилия, Бирма и др. руды обогащают гравитационным способом, а богатые Fe магнитной сепарацией, шеелит флотацией. Концентраты содержат 55-65% WO3 , для производства хим.чистого wo3 используют хим. и гидрометаллургические схемы переработки.
4. Углетермический способ выплавки ферровольфрама на блок.
;
Тн.в=698 0С
Производство ферровольфрама ведется из вольфрамитового и шеелитового концентратов, в которых содержание WO3 доходит не менее чем до 55—65%. В качестве восстановителя при производстве ферровольфрама используют мелочь пекового кокса, гранулированный ферросилиций (68—80% Si) и дробленые отходы от выплавки силикокальция, Железо вводят в виде стружки или мелкой обрези простых углеродистых сталей. При температурах производства ферровольфрама (около 2000° С) наблюдается восстановление и переход в ферровольфрам в значительных количествах марганца и кремния. Поэтому сплав рафинируют под окислительными шлаками, содержащими 10—15% WO3. В мировой практике ферровольфрам получают обычно углетермическим процессом плавкой «на блок», когда в процессе плавки ферровольфрам кристаллизуется и извлекается из ванны печи в твердом состоянии, Применяются печи с выкатным подом. Подготовка плавильной ванны, дробление блока и сортировка загрязненного сплава связаны с дополнительными потерями вольфрама и значительной затратой ручного труда. Для получения более чистого W примеяют два передела, в начале выплавляют предельный сплав затем его рафинируют. В первой печи восстанавливают WO3 углеродом древестного угля с вводом извести для снижения вязкости сплава,затем рафинируют в другой печи окисляют Mn и C кислородом WO3 и железной рудой при содержании в шлаке WO3 > 10-15% шлак отправляют в печь первого передела потери W 3-4 %