钒氮合金什么用途

铝锭铸造工艺均采用铝液注入模具中，代冷却成铸坯后取出后，注入过程是产品好坏的关键步骤。铸造过程也即为由液态铝结晶成固态铝的物理过程。铸造铝锭工艺流程大致如下：

出铝—扒渣—检斤—配料—装炉—精练—浇铸—重熔用铝锭—成品检查—成品检斤—入库

出铝—扒渣—检斤—配料—装炉—精练—浇铸—合金锭—铸造合金锭—成品检查—成品检斤—入库

常用的浇铸方式分为连续浇铸和竖式半连续浇铸 连续浇铸可分为混合炉浇铸和外铸两种方式。均使用连续铸造机。混合炉浇铸是将铝液装入混合炉后，由混合炉进行浇铸，主要用于生产重熔用铝锭和铸造合金。外铸是由抬包直接向铸造机浇铸，主要是在铸造设备不能满足生产，或来料质量太差不能直接入炉的情况下使用。由于无外加热源，所以要求抬包具有一定的温度，一般夏季在690～740℃，冬季在700～760℃，以保证铝锭获得较好的外观。

混合炉浇铸，首先要经过配料，然后倒人混合炉中，搅拌均匀，再加入熔剂进行精炼。浇铸合金锭必须澄清30min以上，澄清后扒渣即可浇铸。浇铸时，混合炉的炉眼对准铸造机的第二、第三个铸模，这样可保证液流发生变化和换模时有一定的机动性。炉眼和铸造机用流槽联接，流槽短一些较好，这样可以减少铝的氧化，避免造成涡旋和飞溅，铸造机停用48h以上时，重新启动前，要将铸模预热4h。铝液经流槽流入铸模中，用铁铲将铝液表面的氧化膜除去，称为扒渣。流满一模后，将流槽移向下一个铸模，铸造机是连续前进的。铸模依次前进，铝液逐渐冷却，到达铸造机中部时铝液已经凝固成铝锭，由打印机打上熔炼号。当铝锭到达铸造机顶端时，已经完全凝固成铝锭，此时铸模翻转，铝锭脱模而出，落在自动接锭小车上，由堆垛机自动堆垛、打捆即成为成品铝锭。铸造机由喷水冷却，但必须在铸造机开动转满一圈后方可给水。每吨铝液大约消耗8-10t水，夏季还需附吹风进行表面冷却。铸锭属于平模浇铸，铝液的凝固方向是自下而上的，上部中间最后凝固，留下一条沟形缩陷。铝锭各部位的凝固时间和条件不尽相同，因而其化学成分也将各异，但其整体上是符合标准的。

重熔用铝锭常见的缺陷有：①气孔。主要是由于浇铸温度过高，铝液中含气较多，铝锭表面气孔(针孔)多，表面发暗，严重时产生热裂纹。②夹渣。主要是由于一是打渣不净，造成表面夹渣；二是铝液温度过低，造成内部夹渣。③波纹和飞边。主要是操作不精细，铝锭做的太大，或者是浇铸机运行不平稳造成。④裂纹。冷裂纹主要是浇铸温度过低，致使铝锭结晶不致密，造成疏松甚而裂纹。热裂纹则由浇铸温度偏高引起。⑤成分偏析。主要是铸造合金时搅拌不均匀引起的。 竖式半连续铸造主要用于铝线锭、板锭以及供加工型材用的各种变形合金的生产。铝液经配料后倒入混合炉，由于电线的特殊要求，铸造前需加入中间合盘Al-B脱出铝液中的钛、钒(线锭)；板锭需加入Al-Ti--B合金(Ti5%B1%)进行细化处理。使表面组织细密化。高镁合金加2#精炼剂，用量5%，搅拌均匀，静置30min后扒去浮渣，即可浇铸。浇铸前先将铸造机底盘升起，用压缩空气吹净底盘上的水分。再把底盘上升入结晶器内，往结晶器内壁涂抹一层润滑油，向水套内放些冷却水，将干燥预热过的分配盘、自动调节塞和流槽放好，使分配盘每个口位于结晶器的中心。浇铸开始时，用手压住自动调节塞，堵住流嘴，切开混合炉炉眼，让铝液经流槽流入分配盘，待铝液在分配盘内达到2/5时，放开自动调节塞，使铝液流进结晶器中，铝液即在底盘上冷却。当铝液在结晶器内达到30mm高时即可下降底盘，并开始送冷却水，自动调节塞控制铝液均衡地流入结晶器中，并保持结晶器内的铝液高度不变。对铝液表面的浮渣和氧化膜要及时清除。铝锭长度约为6m时，堵住炉眼，取走分配盘，待铝液全部凝固后停止送水，移走水套，用单轨吊车将铸成的铝锭取出，在锯床上按要求的尺寸锯断，然后准备下一次浇铸。

浇铸时，混合炉中铝液温度保持在690～7l0℃，分配盘中的铝液温度保持在685-690℃，铸造速度为190～21Omm/min，冷却水压为0.147～0.196MPa。铸造速度与截面为正方形的线锭成比例关系：

VD=K

式中 V为铸造速度，mm/min或m/h；D为锭截面边长，mm或m；K为常值，m2/h，一般为1.2～1.5。

竖式半连续铸造是顺序结晶法，铝液进入铸孔后，开始在底盘上及结晶器内壁上结晶，由于中心与边部冷却条件不同，因此结晶形成中间低、周边高的形式。底盘以不变速度下降。同时上部不断注入铝液，这样在固体铝与液体铝之间有一个半凝固区．由于铝液在冷凝时要收缩，加上结晶器内壁有一层润滑油，随着底盘的下降，凝固的铝退出结晶器，在结晶器下部还有一圈冷却水眼，冷却水可以喷到已脱出的铝锭表面，为二次冷却，一直到整根线锭铸完为止。

顺序结晶可以建立比较满意的凝固条件，对于结晶的粒度、机械性能和电导率都较有利。比种铸锭其高度方向上没有机械性能上的差别，偏析也较小，冷却速度较快，可以获得很细的结晶组织。

铝线锭表面应平整光滑，无夹渣、裂纹、气孔等，表面裂纹长度不大于1．5mm，表面的渣子和棱部皱纹裂痕深度不许超过2mm，断面不应有裂纹、气孔和夹渣，小于lmm的夹渣不多于5处。

铝线锭的缺陷主要有：①裂纹。产生的原因是铝液温度过高，速度过快，增加了残余应力；铝液中含硅大于0.8%，生成铝硅同熔体，再生成一定的游离硅，增加了金属的热裂性：或冷却水量不足。在结晶器表面粗糙或没有使用润滑油时，锭的表面和角部也会产生裂纹。②夹渣。铝线锭表面夹渣是由于铝液波动、铝液表面的氧化膜破裂、表面的浮渣进入铸锭的侧面造成。有时润滑油也可带入一些夹渣。内部夹渣是由于铝液温度过低、粘度较大、渣子不能及时浮起或浇铸时铝液面频繁变动造成。③冷隔。形成冷隔主要是由于结晶器内铝液水平波动过大，浇铸温度偏低，铸锭速度过慢或铸造机震动、下降不均而引起的④气孔。这里所说的气孔是指直径小于1mm的小气孔。其产生的原因是浇铸温度过高，冷凝过快，使铝液中所含气体不能及时逸出，凝固后聚集成小气泡留在铸锭中形成气孔。⑤表面粗糙。由于结晶器内壁不光滑，润滑效果不好，严重时形成晶体表面的铝瘤。或由于铁硅比太大，冷却不均产生的偏析现象。⑥漏铝和重析。主要是操作问题，严重的也造成瘤晶。

全面介绍如下：

《铝的生产加工》

铝在生产过程中有四个环节构成一个完整的产业链：铝矿石开采－氧化铝制取－电解铝冶炼－铝加工生产。

一般而言，两吨铝矿石生产一吨氧化铝；两吨氧化铝生产一吨电解铝。

（一）氧化铝的生产方法

迄今为止，已经提出了很多从铝矿石或其它含铝原料中提取氧化铝的方法。由于技术和经济方面的原因，有些方法已被淘汰，有些还处于试验研究阶段。已提出的氧化铝生产方法可归纳为四类，即碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前用于大规模工业生产的只有碱法。

铝土矿是世界上最重要的铝矿资源，其次是明矾石、霞石、粘土等。目前世界氧化铝工业，除俄罗斯利用霞石生产部分氧化铝外，几乎世界上所有的氧化铝都是用铝土矿为原料生产的。

铝土矿是一种主要由三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石组成的矿石。到目前为止，我国可用于氧化铝生产的铝土矿资源全部为一水硬铝石型铝土矿。

铝土矿中氧化铝的含量变化很大，低的仅约30％，高的可达70％以上。铝土矿中所含的化学成分除氧化铝外，主要杂质是氧化硅、氧化铁和氧化钛。此外，还 含有少量或微量的钙和镁的碳酸盐、钾、钠、钒、铬、锌、磷、镓、钪、硫等元素的化合物及有机物等。其中镓在铝土矿中含量虽少，但在氧化铝生产过程中会逐渐 在循环母液中积累，从而可以有效地回收，成为生产镓的主要来源。

衡量铝土矿优劣的主要指标之一是铝土矿中氧化铝含量和氧化硅含量的比值，俗称铝硅比。

用碱法生产氧化铝时，是用碱（NaOH或Na2CO3）处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转变成铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的硅则成为不溶 解的化合物。将不溶解的残渣（赤泥）与溶液分离，经洗涤后弃去或进行综合处理，以回收其中的有用组分。纯净的铝酸钠溶液即可分解析出氢氧化铝，经分离、洗 涤后进行煅烧，便获得氧化铝产品。分解母液则循环使用来处理另一批矿石。碱法生产氧化铝有拜耳法、烧结法以及拜耳--烧结联合法等多种流程。 拜耳法是由奥地利化学家拜耳（K·J·Bayer）于1889～1892年发明的一种从铝土矿中提取氧化铝的方法。一百多年来在工艺技术方面已经有了 许多改进，但基本原理并未发生变化。为纪念拜耳这一伟大贡献，该方法一直沿用拜耳法这一名称。

拜耳法包括两个主要过程。首 先是在一定条件下氧化铝自铝土矿中的溶出（氧化铝工业习惯使用的术语，即浸出。以下同）过程，然后是氢氧化铝自过饱和的铝酸钠溶中水解析出的过程，这就是 拜耳提出的两项专利。拜耳法的实质就是以湿法冶金的方法，从铝土矿中提取氧化铝。在拜耳法氧化铝生产过程中，含硅矿物会引起Al2O3和Na2O的损失。

在拜耳法流程中，铝土矿经破碎后，和石灰、循环母液一起进入湿磨，制成合格矿浆。矿浆经预脱硅之后预热至溶出温度进行溶出。 溶出后的矿浆再经过自蒸发降温后进入稀释及赤泥（溶出后的固相残渣）的沉降分离工序。自蒸发过程产生的二次汽用于矿浆的前期预热。沉降分离后，赤泥经洗涤 进入赤泥堆场，而分离出的粗液（含有固体浮游物的铝酸钠溶液，以下同）送往叶滤。粗液通过叶滤除去绝大部分浮游物后称为精液。精液进入分解工序经晶种分解 得到氢氧化铝。分解出的氢氧化铝经分级和分离洗涤后，一部分作为晶种返回晶种分解工序，另一部分经焙烧得到氧化铝产品。晶种分解后分离出的分解母液经蒸发 返回溶出工序，形成闭路循环。氢氧化铝经焙烧后得到氧化铝。

不同类型的铝土矿所需要的溶出条件差别很大。三水铝石型铝土矿 在105℃的条件下就可以较好地溶出，一水软铝石型铝土矿在200℃的溶出温度下就可以有较快的溶出速度，而一水硬铝石型铝土矿必须在高于240℃的温度 下进行溶出，其典型的工业溶出温度为260℃。溶出时间不低于60分钟。

拜耳法用于处理高铝硅比的铝土矿，流程简单，产品 质量高，其经济效果远比其它方法为好。用于处理易溶出的三水铝石型铝土矿时，优点更是突出。目前，全世界生产的氧化铝和氢氧化铝，90%以上是用拜耳法生 产的。由于中国铝土矿资源的特殊性，目前中国大约50%的氧化铝是由拜耳法生产的。

将拜耳法和烧结法二者联合起来的流程称 之为联合法生产工艺流程。联合法又可分为并联联合法、串联联合法与混联联合法。采用什么方法生产氧化铝，主要是由铝土矿的品位（即矿石的铝硅比）来决定 的。从一般技术和经济的观点看，矿石铝硅比为3左右通常选用烧结法；铝硅比高于10的矿石可以采用拜耳法；当铝土矿的品位处于二者之间时，可采用联合法处 理，以充分发挥拜耳法和烧结法各自的优点，达到较好的技术经济指标。

目前全球氧化铝年产量在5500万吨左右，我国的氧化铝产量约为680万吨。

（二）原铝、铝合金及铝材的生产方法

目前工业生产原铝的唯一方法是霍尔－埃鲁铝电解法。由美国的霍尔和法国的埃鲁于1886年发明。霍尔－埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石 （Na3AlF6）为熔剂组成的电解质，在950－970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧，铝在碳阴极以液相形式析出，氧在 碳阳极上以二氧化碳气体的形式逸出。每生产一吨原铝，可产生1.5吨的二氧化碳，综合耗电在15000kwh左右。

工业铝电解槽大体上可以分为侧插阳极自焙槽、上插阳极自焙槽和预焙阳极槽三类。由于自焙槽技术在电解过程中电耗高、并且不利于对环境的保护，所以自焙槽技术正在被逐渐淘汰。目前全球原铝年产量约为2800万吨，我国的原铝年产量约为700万吨。

必要时可以对电解得到的原铝进行精炼得到高纯铝。目前的铝合金生产方法主要以熔配法为主。由于铝及其合金具有优良的可加工性能，所以通过锻、铸、轧、冲、压等方法生产板、带、箔、管、线等型材。

五氧化二钒

五氧化二钒五氧化钒钒酸酐Vanadium pentoxideVanadium pentaoxideVanadic anhydrideC.I.77938CAS: 1314-62-1

理化性质

黄至铁锈色结晶粉末。分子式V2O5。分子量183.88。相对密度3.357。熔点690ºC,沸点1750ºC分解。在水中溶解度很小(1克溶于125ml水)溶于浓酸,生成红至黄色溶液溶于碱,生成钒酸盐不溶于醇。熔解时形成稳定气溶胶。非可燃性。但能增加着火强度。不能与三氟化氯、锂、过氧甲酸、(钙+硫+水)共存。

接触机会

用于制造熔铁炉电极的外套,或加入钢中制特种钢材可作为玻璃及陶瓷工业的接触剂是合成硫酸、硝酸和苯二甲酸酐等氧化反应的催化剂也用于制造染料、油漆、照相显影及杀虫剂等。在生产与使用过程中可接触。

侵入途径

可经呼吸道、消化道进入体内。

毒理学简介

人吸入TCL0: 346 mg/m3，1 mg/m3/8H。大鼠经口LD50: 10 mg/kg吸入LCL0: 70 mg/m3/2H。小鼠经口LD50: 5 mg/kg。人较动物敏感得多。IDLH: +35 mg/cu m (as V) [R15]

临床表现

吸入过量V2O5尘后可出现鼻痒,随之可出现鼻塞与流清鼻涕,经数小时至1天后,开始出现咽部、肺部和眼粘膜的刺激症状,可有头晕、头痛、乏力,少数严重病例有烦躁或嗜睡等。检查时可见眼、鼻、咽部粘膜充血,肺有哮鸣音,舌乳头肿大,舌苔呈黑绿色(可能因口腔中的细菌及唾液中酶的作用,使V2O5还原为V2O3所致)。

急性中毒一般较轻,可恢复。

处理

对症治疗。可用巯基类药物或依地酸二钠钙治疗。亦可试用较大量的维生素C。

标准

车间空气卫生标准:中国MAC钒化合物尘0.1mg/m3,烟0.02mg/m3美国ACGIH TLV-TWA可呼吸性尘和烟0.05mg/m3

甘肃省众星锌业有限公司是由甘肃省政府批准，甘肃省经贸委立项、甘肃省工商管理局注册、定西县招商团积极引进，由香港迪亚公司独家投资兴建的外资企业，厂址位于甘肃省定西县城西南3公里处，距省会兰州市仅90公里，312、310国道和陇海铁路线从定西穿境而过，公路运输和铁路运输非常便利。

该项目工程设计总建设为年产5万吨锌锭，其中：一期工程总投资4100万元(固定资产投资3300万元，流动资金800万元)，占地50亩，生产规模为1万吨。该项目于2001年2月18日开工建设，当年11月份建成投产，历时仅9个月，现已进入试生产阶段。

该项目一期工程达产达标后，年可实现产值1.2亿元，创利税1200万元。

甘肃众星锌业有限公司以湿法炼锌工艺生产锌锭，生产工艺合理配套，科技含量高，依靠甘肃丰富的锌矿资源，常年生产“众星”牌锌锭及浓硫酸等副产品。产品销往国内外市场。该公司具有发展工业、带动农业、推动第三产业和出口创汇的综合性经济功能和社会效能，是定西县近年来引进的最大的外资企业。该项目的建成投产，将会有力地促进定西县国民经济的更大发展。

钒产品介绍

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钒和钛是重要的钢铁工业和化工行业的原料之一，攀枝花－西昌地区所在的钛储量为8.7亿吨,约占中国钛资源量的97%,占世界的35%；钒储量为1578万吨，约占中国钒储量的62%，世界储量的11%。攀钢已建成了年产6000吨高档造纸钛白和年产12万吨钒渣、2800吨五氧化二钒、2800吨高钒铁、2800吨三氧化二钒的生产能力。欢迎与我们联系

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五氧化二钒/钒铁

产品名称化学成份粒度包装

片状

五氧化二钒V2O5:98% Min

Si:0.25 Max

Fe:0.40% Max

P:0.05% Max

S:0.03% Max

As:0.02% Max

Na2O+K2O:1.50% Max 5*50*50mm Max净重200/250公斤

铁桶装

粉状

五氧化二钒1.V2O5≥99%

V2O4≤2.0%

Si≤0.2%

FE≤0.25%

S≤0.03%

P≤0.03%

AS≤0.02%

K20+Na2O≤0.5% 颜色:橘黄或橘红,粒度≥120目按GB3283-87标准交货(粉状，化工)

粉状

五氧化二钒2.V2O5≥99.5%

V2O4≤1.0%

Si≤0.2%

FE≤0.1%

S≤0.02%

P≤0.01%

AS≤0.01%

K20+Na2O≤0.2% 颜色:橘黄或橘红,粒度≥120目按GB3283-87标准交货(粉状，化工)

包装:net 25-50KG,铁桶，出口包装为有危险品包装证的50公斤装铁桶，桶重5.4公斤/桶，外径：380毫米，高630毫米，内衬两层塑料袋

钒铁（FeV80）V: 78.0-82.0% Min

Al:1.5% Max

Si:1.5% Max

C: 0.15% Max

S: 0.05% Max

P: 0.06% Max最小有90%的粒度在10—50mm之间。净重250公斤的铁桶．

钒铁（FeV50）V:50.0% Min

Al:5% Max

Si:2.5% Max

C:0.75% Max

S:0.1% Max

P:0.1% Max

Mn:0.5% Max块状

块重不大于8公斤

.净重50公斤或100公斤的铁桶．

VN12V≥75%

N：10-14%

C≤9%

Si≤0.45%

AL≤0.2%

Mn≤0.05%

S≤0.1%

P≤0.06% 粒度:大多数为10-50mm，其中小于10mm部分不大小5%. 包装:每袋10或多或少5KG装于铁桶中，每桶净重100公斤

VN16V≥75%

N：14-18%

C≤9%

Si≤0.45%

AL≤0.2%

Mn≤0.05%

S≤0.1%

P≤0.06% 粒度:大多数为10-50mm，其中小于10mm部分不大小5%. 包装:每袋10或多或少5KG装于铁桶中，每桶净重100公斤

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世界钒的生产与使用

P.S.米歇尔

英国Kent TN16 1AQ,国际钒技术委员会

介绍

钒作为元素周期表钒族元素中的一员，其原子数为23，原子重量为50.942， 熔点为1887°C，沸点为3337°C。纯钒呈现为闪亮的白色，质地坚硬，为体心立方结构，晶格系数为3.024 Å。 钒在地壳中为第17位常见的元素，且很少以单质的形式直接使用。然而钒确实是一种很有价值的合金元素，可以添加于钢中、铁中，并以钛-铝-钒合金的形式用于航天领域。钒的化合物也十分有用，可以被广泛地用来生产如催化剂、化妆品、染料、以及电池等。

基于钒的广泛用途，以提取和使用钒为目的的全球产业也随之得以发展。该产业几乎存在于世界的各个大陆上，本文的目的就在于提供一些有关钒的资源、生产以及使用方面的背景信息。

资源

如前所述，钒在地壳中为第17常见的元素，它广泛地分布在世界各个地方。图1所示为一些钒的较重要的蕴藏地。钒主要蕴藏在中国、俄罗斯、南非、澳大利亚西部和新西兰的钛铁磁铁矿中，委内瑞拉、加拿大阿尔伯托、中东和澳大利亚昆仕兰的油类矿藏中，以及美国的钒矿石和黏土矿中。

图1. 钒的主要矿藏

目前，钒在钛铁磁铁矿中的蕴藏量最大，V2O5含量可达1.8%；其次是在油类矿藏中。到目前为止，还没有对美国的钒矿石和黏土矿、北欧的钛铁磁铁矿以及巴西和智利矿藏中的钒进行大规模的提取。

表一列出了钒在世界上的可开采储量和保有储量。可开采储量指利用现有的技术可以经济地提取的部分。而保有储量则指可以利用未开发的技术在将来进行提取的部分。钒的总蕴藏量为6300万，其中仅有1000多万吨属于可开采储量，而3110吨为可在将来开采的保有储量。表一为主要的可开采储量，它存在于中国、俄罗斯和南非钛铁磁铁矿中。

表一 可开采储量和保有储量

可开采储量

1020万吨 % 保有储量

3109.4万吨 %

澳大利亚 1.6 7.7

中国 19.6 9.6

俄罗斯 48.9 22.5

南非 29.4 40.2

美国 — 12.9

其他 0.5 7.1

值得一提的是，按目前钒的使用速度计算，可开采储量可以维持近300年。

钒的提取

在大多数情况下，钒的初级产品是在伴随着其它金属和油类的提取或使用而生产出的副产品。钒的这类产品通常为氧化物形式，V2O3或V2O5。图2对三种重要的钒的提取工艺进行总结。

在钒的提取工艺中，最重要的一条路线是像中国的攀枝花、南非的海威尔德以及俄罗斯的下塔吉尔这些综合钢厂那样，从炼铁和炼钢中生成的中间渣中以V2O5的形式提取钒。在这些钢厂的炼铁工艺中，铁矿石中的钒经过熔炼被溶入铁水中。铁水经过氧化、成渣，形成了含有10%至25%的V2O5的渣，最后再经过提钒铁水被送至炼钢工艺。 含10-25% V2O5的钒渣接着经过焙烧/浸出工艺的处理生产出为钒酸盐或氧化钒的最终产品。世界上50%到60%的钒初级产品生产厂均采用这种工艺。

生产钒的初级产品的第二个重要路线是，在焙烧/浸出工艺中对上述V2O5含量达1.8%的矿石进行直接处理生产出钒酸盐或钒的氧化物。世界上有五六家公司采用这种工艺生产钒的初级产品，它们主要分布在南非和澳大利亚，其产量约占世界初级钒产品生产厂产量的25%~30%。

图2 钒的生产

钒的第三条生产路线就是回收电厂飞尘、废催化剂以及其它残渣中含的钒。其工艺也是通过焙烧/浸出工艺生成钒酸盐或钒的氧化物。在回收废催化剂中的钒时，通常还同时对钴、钼和镍进行回收。采用这一路线生产出的钒产品约占世界产钒量的15-20%。世界上有八至十个厂家采用这中工艺，它们主要分布在日本和北美。然而，随着环保法规变得更加严格，各个地方倾倒含钒废物的可能日益减少。预计大多数初级钒产品的生产厂家将采用这种生产工艺进行钒的回收，并将含钒废物用做钒生产的原料。

世界初级钒产品，即钒酸盐和钒的氧化物的产量按V2O5计算约为127,000吨。按地区划分，其产量如表二。

表二 世界初级钒产品的产量

国家/地区 估计产量%

澳大利亚 5.8

中国 18.4

日本 1.3

北美 14.1

俄罗斯 18.6

南非

37.7

该表清楚地说明了中国、俄罗斯和南非在钒的回收方面所处的重要地位，以及日本的次重要地位。值得注意的是在欧洲几乎没有初级钒产品的生产。

生产出初级钒产品后，大多数钒产品经铝热法、加热法或化学法被加工成世界上广为使用的最终产品，如钒铁、钒铝中间合金、钒化工产品和催化剂、以及金属钒和钒合金。世界上有25个以上的厂家从事钒产品的加工，它们遍布世界上各个工业化地区。重点已从钒初级产品生产国转移到了钒产品的消费国。从表三可以看出，如，欧洲在初级钒产品生产厂家的清单中没有提及，而在钒产品的加工中却起着重要的作用。此外，日本和北美也是重要的钒产品加工者，而南非和中国钒产品加工的水平却不如他们钒初级产品的生产水平。

表三 1999年钒铁生产能力的地理分布

国家/地区 估计钒铁产量%

中国 13.5

日本 14.9

北美 18.6

俄罗斯 19.0

南非 22.0

西欧 26.0

其它 5.3

还应该说明的一点是一些炼钢工艺生成的含钒渣可以不通过焙烧浸出工艺而直接加工出钒铁产品。然而这不属于主要工艺路线。

钒的消耗

1999年钒的耗量约为33,250吨。1999年钒产品消耗的地理分布对应于钒初级产品生产的分布如表四所示。比较表三和表四，更加表明了钒产品的加工地靠近钒的消费。这也预示了存在于初级钒产品的生产厂所在地、钒的主要供应者—中国、俄罗斯和南非与钒产品的主要消费者—北美和欧洲之间一项重大的国际贸易。1999年底、2000年初，澳大利亚也加入了钒供应国的行列。预计它的钒产量约占世界钒产量的13%

表四 1999年初级钒产品和钒成品消费的地理分布

国家/地区 1999年世界钒耗量% 1999年世界钒产量%

中国 9.3 20.1

日本 12.8 2.2

北美 30.3 12.2

俄罗斯 7.7 14.5

南非 1.0 45.5

西欧 25.9 2.6

其它 13.0 2.9

钒广泛应用于各个工业领域，而其中最重要的应用领域在钢铁工业上。美国地理分布调查机构统计的数据表明，1998年，87%的钒用在了钢铁领域，而其余13%则被用在诸如航空、化工和催化剂的生产领域。在余下13%中，大约8-10%的钒被用来生产航天工业中使用的钛-铝-钒合金，余下的部分被用在另外的领域。

图3(a)和(b)表明由于钢产量增加了，钒的消耗量也增加了。然而通过比较这些数据可以清晰的看到，钒耗量的增加速度比钢铁产量的增加速度更快，这就表明了在钒的消耗上有新增加的部分。通过将任何一年中钒的总钒耗量除以当年的粗钢产量就可很好地表示出钒的这部分新增消耗。尽管这样可能将钒的单位耗量高估了大约13%，但这却弥补了逐年来由于钢铁生产的波动造成的钒耗量的波动。

图3 a) 钢铁生产, b) 1960年至1999年钒的消耗

图4表明了70年代末至今钒在单位耗量上的变化。应该说明的重要的一点是，钒的单位耗量在80年代及90年代初期经历了一段相对的倒退期，这大概是由于改善合金收得率的连铸工艺的广泛采用以及提高炼钢生产效率的总体举措而造成的。1999年钒的耗量强劲反弹，世界平均耗量达到了0.043公斤/吨，而西方国家的平均耗量则又高出16%左右，达到0.05公斤/吨。

钒在钢中的使用

通过对三个不同的炼钢国家，即，德国、日本和美国(图5)所做的一些现有的统计数据的验证和比较表明， 这些国家在钒的使用方式上既有共同点也有明显的不同点。

图4. 1970年以来钒在单位耗量上的变化

图5 按最终用途划分，1998年钒在德国、日本和美国的消耗情况

*包括船用钢、热强钢、锻件用钢和钢筋

很明显，在所有三个国家里，钒均被用在工具钢的生产上。此外，德国在使用钒的特殊结构钢钢种上似乎不同于日本和美国。但该钢钟被日本列在管线钢钢种里，而在美国则被归为高强低合金钢。所以，三个国家在钒的这方面使用上也是相同的。

除了这些相同和可能的不同点以外，应该认识到的重要事实是，钒加入钢中为炼钢生产带来了利益（降低再加热温度、减少横向裂纹、减少轧制负载、轧制条件对钢的特性的影响减小等），提高了钢的性能（强度、韧性、延展性、成型性、可焊接性和耐摩性能，等），从而降低了成本。这种成本的降低不仅是指钢的生产成本的降低，而且是使用这些含钒钢带来的制造成本的降低，如，建造楼房、桥梁、轮船、汽车、铁路等。

1、铸造冶金工艺

目前各种先进铸件制造技术和加工设备在不断开发和完善，如热控凝固、细晶工艺、激光成形修复技术、耐磨铸件铸造技术等，原有技术水平不断提高完善从而提高各种高温合金铸件产品的质量一致性和可靠性。

不含或少含铝、钛的高温合金，一般采用电弧炉或非真空感应炉冶炼。含铝、钛高的高温合金如在大气中熔炼时，元素烧损不易控制，气体和夹杂物进入较多，所以应采用真空冶炼。为了进一步降低夹杂物的含量，改善夹杂物的分布状态和铸锭的结晶组织，可采用冶炼和二次重熔相结合的双联工艺。冶炼的主要手段有电弧炉、真空感应炉和非真空感应炉；重熔的主要手段有真空自耗炉和电渣炉。

固溶强化型合金和含铝、钛低（铝和钛的总量约小于4.5%）的合金锭可采用锻造开坯；含铝、钛高的合金一般要采用挤压或轧制开坯，然后热轧成材，有些产品需进一步冷轧或冷拔。直径较大的合金锭或饼材需用水压机或快锻液压机锻造。

2、结晶冶金工艺

为了减少或消除铸造合金中垂直于应力轴的晶界和减少或消除疏松，近年来又发展出定向结晶工艺。这种工艺是在合金凝固过程中使晶粒沿一个结晶方向生长，以得到无横向晶界的平行柱状晶。实现定向结晶的首要工艺条件是在液相线和固相线之间建立并保持足够大的轴向温度梯度和良好的轴向散热条件。此外，为了消除全部晶界，还需研究单晶叶片的制造工艺。

3、粉末冶金工艺

粉末冶金工艺，主要用以生产沉淀强化型和氧化物弥散强化型高温合金。这种工艺可使一般不能变形的铸造高温合金获得可塑性甚至超塑性。

4、强度提高工艺

⑴固溶强化

加入与基体金属原子尺寸不同的元素(铬、钨、钼等)引起基体金属点阵的畸变，加入能降低合金基体堆垛层错能的元素（如钴）和加入能减缓基体元素扩散速率的元素（钨、钼等），以强化基体。

⑵沉淀强化

通过时效处理，从过饱和固溶体中析出第二相（γ’、γ"、碳化物等），以强化合金。γ‘相与基体相同，均为面心立方结构，点阵常数与基体相近，并与晶体共格，因此γ相在基体中能呈细小颗粒状均匀析出，阻碍位错运动，而产生显著的强化作用。γ’相是A3B型金属间化合物，A代表镍、钴，B代表铝、钛、铌、钽、钒、钨，而铬、钼、铁既可为A又可为B。镍基合金中典型的γ‘相为Ni3(Al,Ti)。γ’相的强化效应可通过以下途径得到加强：

①增加γ‘相的数量；

②使γ’相与基体有适宜的错配度，以获得共格畸变的强化效应；

③加入铌、钽等元素增大γ’相的反相畴界能，以提高其抵抗位错切割的能力；

④加入钴、钨、钼等元素提高γ‘相的强度。γ"相为体心四方结构，其组成为Ni3Nb。因γ"相与基体的错配度较大,能引起较大程度的共格畸变，使合金获得很高的屈服强度。但超过700℃，强化效应便明显降低。钴基高温合金一般不含γ相，而用碳化物强化。

2009年，四川省地区生产总值仅为14151.28亿元，到了2019年，这个数字几乎翻了四番，变成了46615.82亿元，而厚积薄发的2020年，四川就以3.8%的经济增速，摘得省级行政区经济增长速度第一名的桂冠。

这让人不禁疑问，这个坐落在中国西南，被秦岭横断巫山、云贵包围的内陆省份，究竟是靠什么实现了华丽转身？

如果将开头定在十几年前，那故事的发展并不算顺利，不得不说，四川是一个得天独厚的宝地，在这里，温暖湿润的亚热带气候，庄稼作物几乎可以靠天吃饭，而川西川南地区，横断山脉带来的巨大地势落差，为四川进行水力发电奠定了良好的基础。

除此之外，攀西丰富的铁矿矿产，甘孜阿坝州等充满魅力的康藏风情，为四川提供了发展工业与 旅游 业的优势，四川也凭借着天时地利，但天时地利并非一成不变，优势有时候也会转变为劣势。

在浙江、广东等省凭借沿海的优势和政策的扶持，接下一笔又一笔商单，迎来一批又一批外资时，四川发现，如果满足于现状，那四川将与全国甚至世界的发展失之交臂。

于是，四川做出一个大胆的决定，淘汰煤矿等落后产能，为升级制造业让路。

截至2015年，四川的转型之路走得并不顺利，在当时，煤炭是中国最主要的一次性能源，淘汰煤炭，意味着将组成自身身躯的血肉生生剥离下来，这种阵痛是巨大的、痛苦的。

果不其然，2015年第一季度，四川经济增速下跌至7.4%，成为近年最低谷，开弓没有回头箭，对于血性川汉子来说，更是如此，面对淘汰落后产能的阵痛，四川省委全面深化改革小组仍旧表明，力度不能减，速度不能慢。

截至目前，四川完成了关闭105处煤矿的计划，超额完成任务，但一切都是值得的。

没有十几年前的对落后产能的淘汰，就没有制造业的升级，更没有宜宾、攀枝花的华丽转身。

宜宾，一个沿江而建的江城，一个以五粮液出名的酒城，在2010年只有807.84亿元经济总量的小城；但在2019年，宜宾的GDP飙升至2601.89亿元，紧跟成都、绵阳之后，位居四川第三。

凭借的，就是对中国产业转移浪潮的精准把握。

2016年，是中国成为世界第二大经济体的第六年，也是made in China名号打响的第N年，在这时候，沿海城市正面临着制造业饱和与升级的局面，而宜宾，在经历了关闭市内煤矿产业的阵痛之后，开始意识到产业转型的可能性，这次，宜宾的目标是智能终端穿戴。

2016年，宜宾市委书记刘中伯来到了大都市深圳，找到了深圳企业家蒋杰，在刘中伯看来，深圳高昂的土地和人力成本，已经让不少智能终端产业向成本更低的地区倾斜，正如刘中伯所想，蒋杰正在东南亚与中国西部地区摇摆，刘中伯的到来和给出的“一站式”招商服务，打动了蒋杰。

最终，2017年4月，蒋杰在东泰投资其正集团的支持下，在宜宾临港建立了宜宾智威 科技 项目。

什么是“一站式”服务？

蒋杰说，2017年公司注册时，当地政府为智威量身定做方案，将证件办理时间压缩到了3天，每月向企业提供月报收集服务，月报中反映的问题，政府会在一个星期内给出回馈，这就是一站式服务的第一要义，高效率。

考虑到智威公司与深圳的联系，宜宾还制定了一系列运输方案，走水路，可以从长江头直达长江尾；走陆路，也可以次日到达；走空运，每天都有直飞深圳的航班，这就是一站式服务的第二要义，量体裁衣。

在宜宾一站式的贴心服务下，智威在2018年实现产值3000多万元，到了2020年，产值甚至高达5.5亿元，为宜宾增加了2000多个就业岗位。

董事蒋杰还说，今年他们签下了10亿元的合作订单，下一步还将继续加大投资，扩充产能，扩招4000多人，一个深圳企业家创建的公司，不仅在内陆活下来了，还活得很好，这让许多企业开始关注宜宾，智威也多次为宜宾招商引资，促成长盈精密、创世纪、裕同、恒美等合作伙伴在宜宾投资。

而智威也相信，随着大企业的加入，将带动宜宾其他新兴产业的形成，最终在宜宾铸就一个新的智能电子生态圈。

宜宾，终于抓住了改革的机会，不仅巩固了白酒传统产业，也让宜宾跟上国家的脚步，往更高更开阔的方向走去，对于宜宾，是先有宜宾，再有宜宾智威 科技 有限公司，但对于攀枝花，却是先有攀钢，再有攀枝花。

在四川与云南的交界处的一块地方，有着格外丰富的铁矿资源，这里，占有全国62%、世界11%的钒，全国90.5%、世界35.2%的钛，是中国四大铁矿区之一。

于是，中央做出了重大战略布局，建设攀钢。

一批批项目在这里启动，一批批工人往这里迁移，一笔笔生意在这里兴旺。

于是，攀枝花因为攀钢的兴盛而诞生，但很快，攀枝花遇到了困难。

20世纪50年代，世界开始用高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿，我国也先后三次，将攀西高钛型钒钛磁铁矿送到苏联实验室，但每次的结果都令人失望，攀西的磁铁矿，被判定为“呆矿”，不能用高炉冶炼。

饭没有，但还是得填饱肚子，面对国内比较落后的开发，我国只能用本就稀缺的外汇从国外进口，为了不被国外卡住脖子，我国调集14家 科技 高校单位、108名科研人员，成立高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿攻关小组。

在进行了多次大规模试验后，这108名好汉终于摸索出了其中的规律，攀西第一炉高钛型钒钛磁铁矿铁水，终于炼成了。

1981年，攀钢终于结束了，钒钛磁铁矿不能作为钛利用的 历史 ，建成了年产5万吨的钛精矿生产线。但1998年4月，国外钛公司来到我国推销的钒氮合金产品，还是让我们狠狠羡慕了一把。

攀钢表示希望与钛公司达成合作，引进钒氮合金技术，但得到的确实冰冷的回复，不行，不能看先进的生产线，不能引进相关设备，不能引进钒氮合金技术，几个不能，让血性川汉子鬼火冒，但越是冒鬼火，攀钢人的冲劲越强。

2001年，攀钢建成了国内首条钒氮合金生产线，打破了国外企业的垄断企图，两年后，攀钢还开发出用于航空航天领域的钒铝合金，给美德市场以重创。

如今，攀钢不仅不断在钛工艺上有所突破，还形成了有攀钢特色的工业加工体系，将业务拓展到全国，乃至全世界，我国投运的高速铁路线上，有75%以上的高速钢轨由攀钢供应。

2019年4月8号，时速120千米的斯里兰卡南部铁路开通，这条铁路用的也是攀钢的钢轨，但更让人振奋的是，还是攀钢终于加入了国家军工科研生产准入体系，想要获得国家军工科研生产资质，必须得过五关斩六将。

在证件上，必须取得《武器装备科研生产保密资格认证》，《质量管理体系认证》，以及《武器装备科研生产许可证》三证，攀钢要取得三证，不仅可以实现开展国防科研生产的梦想，还可以让攀钢的科研与生产水平再上一个台阶。

于是 2014年，攀钢积极调动各大职能部门，开始了三证申请工作，经过漫长而艰苦的努力，在2016年10月取得最后一证，完成了夙愿，之后，攀钢正式跨入国家军工科研生产准入体系。

2017年，攀枝花的攀钢钒钛，取得了超过80亿元的净利润，在攀枝花这座温暖的城市之上，开出了一朵坚韧耀眼的钢铁之花，说过了川南经济区的宜宾，攀西经济区的攀枝花，怎么能绕得开四川的老大哥，成都呢！

当我们乘坐飞机，往返于中国960万平方千米的神州大地时，我们不会想到，飞机发动机中 一片小小的单晶涡轮叶片，正为我们的安全与效率保驾护航，飞机的推力来源于发动机，而发动机的推力又来源于涡轮进气与排气之间的温度差。

然而进气的温度是一定的，想要提高推力，只能在排气温度上做文章，排气温度提高50 ，推力就可以提高10%，然而一般的涡轮风扇，往往难以承受高温，想要提高飞机推力，就必须采用制耐高温、抗蠕变、抗热疲劳的单晶叶片。

但当时的中国，极端制造能力不足，别说量产单晶叶片了，连自主研发单晶叶片都是个老大难的问题，但中国人最不缺的就是学习的精神，现在不行不代表以后不行嘛。

于是，在国内高效和科研单位的攻坚之下，单晶叶片的研发问题终于被解决，接下来的问题是，怎样实现量产，万事俱备，只欠东风！

而这次，成都航宇超合金技术有限公司，就是那股东风。

2018年，成都航宇超合金技术有限公司内，单晶叶片新鲜出炉，实现了航空业单晶涡轮叶片的量产，再一次结束了国外的垄断 历史 。与此同时，几公里外的双流综保区，也传来了好消息。

当 汽车 发动机坏了的时候，我们可以直接把车交给就近的修理厂维修，但如果是飞机的发动机坏了，那可就麻烦了。

首先，我们得把发动机运到境外申报出口，然后等待境外发动机供应商，给出“修理物品”的理由，将发动机运回国内的维修处进行维修，维修完成后还不能投放使用，还要把发动机再运到境外转移物权，再报关入境。

这个过程，将浪费40余万元的物流费，以及1-2周的运输时间，维修发动机之所以这么难，原因还在于维修资格难以取得，在航空维修产业，飞机反动机的维修相当于核心中的核心。

任何以小的失误，都有可能导致发动机报废，因此，维修单位必须取得FAA维修资格授权文件，然而文件的授权权力着，基本被国外的航空公司把持，但时间就是金钱，效率就是生命，对于繁忙的四川航班来说，更是如此。

于是，四川航空投资9亿多人民币，在成都综保区双流园，建立航空发动机保税维修基地，在技术封锁的艰难情况下，获得了FAA、EASA、CAAC，美国中国欧洲航空局的适航认证。

还是2018年1月，四川首台境外保税维修飞机发动机再双流区交付，加上单晶涡轮叶片实现量产，四川航空产业链条全部打通，将进一步巩固成都在西部地区的航空枢纽地位。

从淘汰落后产能开始，四川艰难起步，经历了瓶颈期的迷茫，转型期的焦虑，最终才实现了制造业的升级，高新技术产业的进步。

人们提到的是四川省宜宾、攀枝花和成都的成长，但讲述的，却是整个四川省 21个州市拼搏奋斗的故事，更是中国34个省级行政区开疆拓土，策马扬鞭的故事。

是中国14亿人口以自身为笔墨，书写民族崛起之梦的故事，血性川蜀求索不息，大同中华修远不止！

不含或少含铝、钛的高温合金，一般采用电弧炉或非真空感应炉冶炼。含铝、钛高的高温合金如在大气中熔炼时，元素烧损不易控制，气体和夹杂物进入较多，所以应采用真空冶炼。为了进一步降低夹杂物的含量，改善夹杂物的分布状态和铸锭的结晶组织，可采用冶炼和二次重熔相结合的双联工艺。冶炼的主要手段有电弧炉、真空感应炉和非真空感应炉；重熔的主要手段有真空自耗炉和电渣炉。

固溶强化型合金和含铝、钛低（铝和钛的总量约小于4.5%）的合金锭可采用锻造开坯；含铝、钛高的合金一般要采用挤压或轧制开坯，然后热轧成材，有些产品需进一步冷轧或冷拔。直径较大的合金锭或饼材需用水压机或快锻液压机锻造。

合金化程度较高、不易变形的合金，目前广泛采用精密铸造成型，例如铸造涡轮叶片和导向叶片。为了减少或消除铸造合金中垂直于应力轴的晶界和减少或消除疏松，近年来又发展出定向结晶工艺。这种工艺是在合金凝固过程中使晶粒沿一个结晶方向生长，以得到无横向晶界的平行柱状晶。实现定向结晶的首要工艺条件是在液相线和固相线之间建立并保持足够大的轴向温度梯度和良好的轴向散热条件。此外，为了消除全部晶界，还需研究单晶叶片的制造工艺。

粉末冶金工艺，主要用以生产沉淀强化型和氧化物弥散强化型高温合金。这种工艺可使一般不能变形的铸造高温合金获得可塑性甚至超塑性。

综合处理高温合金的性能同合金的组织有密切关系，而组织是受金属热处理控制的。高温合金一般需经过热处理。沉淀强化型合金通常经过固溶处理和时效处理。固溶强化型合金只经过固溶处理。有些合金在时效处理前还要经过一两次中间处理。固溶处理首先是为了使第二相溶入合金基体，以便在时效处理时使γ、碳化物（钴基合金）等强化相均匀析出，其次是为了获得适宜的晶粒度以保证高温蠕变和持久性能。

固溶处理温度一般为1040～1220℃。目前广泛应用的合金，在时效处理前多经过1050～1100℃中间处理。中间处理的主要作用是在晶界析出碳化物和γ膜以改善晶界状态，与此同时有的合金还析出一些颗粒较大的γ相与时效处理时析出的细小γ相形成合理搭配。时效处理的目的是使过饱和固溶体均匀析出γ相或碳化物(钴基合金)以提高高温强度，时效处理温度一般为700～1000℃。

1.金属铝法:采用金属铝法合成聚合氯化铝的原料主要为铝加工的下脚料，如铝屑、铝灰和铝渣等。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法3种。酸法主要是用HCL,产品质量不易控制.碱法生产工艺难度较高，设备投资较大且用碱量大，pH控制费原料 成本较高.用的最多的是中和法,只要控制好配比,一般都能达到国家标准.

2.氢氧化铝法:氢氧化铝粉纯度比较高，合成的聚合氯化铝重金属等有毒物质含量低，一般采用加热加压酸溶的生产工艺。这种工艺比较简单，但生产的聚合氯化铝的盐基度较低，因此一般采用氢氧化铝加温加压酸溶再加上铝酸钙矿粉中和两道工序.

3.三氧化铝法:含三氧化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。该生产工艺可分为两步：第一步是得到结晶氯化铝，第二步是通过热解法或中和法得到聚合氯化铝

4.氯化铝法:采用氯化铝粉为原料,加工聚合氯化铝.这种方法应用最为普遍,主要有中和法、电化学法和热分解法三种

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天然铝矾土密度3.9～4g/cm3，硬度1～3，不透明，质脆，并不适合用作砂浆或混凝土骨料。但是，烧结铝矾土的强度和硬度远远超过绝大部分天然岩石，因此常用于超高强、高耐磨砂浆或混凝土。

估计你说的‘铝矾土骨料’是指烧结铝矾土骨料，其实是一种类似陶瓷的高强高硬度人工骨料。

2．氢氧化铝法 所用原料主要是拜尔法炼铝过程中的活性氢氧化铝。生产中采用过量的活性氢氧化铝和盐酸，在较高温度 (50-180℃)和压力(0．5MPa)下反应制得盐基度为 41.6-48.6％的液体聚合氯化铝产品，然后经浓缩、烘干即 得固体聚合氯化铝产品。

3．三氧化二铝法 主要原料为三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。

4·结晶氯化铝 以结晶氯化铝生产聚合氯化铝一般采用沸腾热解法工艺。该法生产能力大。 结晶氯化铝经过一定温度加热后，便分解出一定量的氯化氢气体和水分而变成粉末状产物，即是聚合氯化 铝单体(又称熟料)。 将熟料加一定量的水搅拌，则在较短时间内固化形成树脂状产物，即为聚合氯化铝。沸腾热解法生产聚合 氯化铝流程简单、操作方便，但由于生产中使用的结晶氯化铝来源所限，生产成本相对较高，限制了聚合 氯化铝的生产。