钒氮合金什么用途
钒氮合金
合金简介 钒氮合金是一种新型合金添加剂,可以替代钒铁用于微合金化钢的生产。氮化钒添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能,并使钢具有良好的可焊性。在达到相同强度下,添加氮化钒节约钒加入量30-40%,进而降低了成本。
以建筑业为例,使用钒氮合金化技术生产的新三级钢筋,因其强度提高,不仅增强了建筑物的安全性、抗震性,而且还可以比使用二级钢筋节省10%~15%的钢材。仅此一项,我国每年就可少用钢筋约750万吨,相应少开采铁精矿约1240万吨,节约煤炭660万吨,节约相关辅助原料330万吨,同时大量减少了二氧化碳和二氧化硫等废气的排放,收到资源节约和环境保护的双重效益。
钒氮合金的应用
钒氮合金可用于结构钢,工具钢,管道钢,钢筋及铸铁中。钒氮合金应用于高强度低合金钢中可同时进行有效的钒、氮微合金化,促进钢中碳、钒、氮化合物的析出,更有效的发挥沉降强化和细化晶粒作用。
钒氮合金特点
比钒铁具有更有效的强化和细化晶粒作用
节约钒添加量,相同强度条件下钒氮合金与钒铁相比可节约20-40%钒
钒、氮收得率稳定,减少钢的性能波动。
使用方便,损耗少。采用高强度防潮包装,可直接入炉。
美国钒公司与中国的攀钢
钒氮合金研发难度大,属冶金行业的顶级尖端技术。目前全世界只有美国VAMETCO公司和攀钢能够生产。攀钢通过科研攻关,首创比国外更先进的“非真空连续生产”技术,填补了中国钒氮合金生产领域的空白。
1998年,美国钒公司第一次来中国推销钒氮合金,在攀钢考察时强调指出“二十多年来,德国、俄罗斯、日本对钒氮合金都研究过,都声称自己研制出钒氮合金生产技术,但20多年过去了他们都没能大批量生产。钒氮合金生产里面学问大得很,只有我们才真正能商业化生产。”同时,对攀钢提出的技术合作意愿坚决拒绝并挑战“你们开发出来我买你们的”。经过多年攻关,1996年9月,攀钢开始立项《用V2O3制取碳化钒和氮化钒的研究》并通过了“九五”国家科技攻关立项审查,此后,历经数年艰苦卓绝探索,最终取得钒氮合金产业化技术成功。攀钢该项技术的成功不仅突破了美国全球独家垄断,同时工艺技术更为先进,达到国际领先水平,形成自主知识产权的专利技术。攀钢的钒氮合金产业化技术全面超过美国Vametco公司同类技术,主要表现在:一是攀钢能够在非真空而不是Vametco公司必需的高真空环境下生产,设备简单、要求更低、稳定性强、设备投入少;二是攀钢工艺能够连续性生产,降低了能耗和显著提高劳动生产率;三是攀钢工艺中,碳化及氮化反应同步进行,工艺流程简单,运行周期短。
从2002年到2004年,攀钢在3年的时间内迅速达到年产钒氮合金2000吨的生产能力。2002年6月,攀钢建设成功300t/a工业试验推板窑建成并投入运行;2003年,由于300t/a工业试验推板窑关键技术的突破,攀钢决定正式实现产业化生产,产业化项目得到国家支持,被列为国家高新技术产业化项目;2003年8月,攀钢第二、第三条300t/a产业化设备又相继建成投产,使生产能力扩大到1000t/a;2004年6月和7月,攀钢新建的3条300t/a的产业化设备分别相继投产,使攀钢的钒氮合金总生产能力达到2000t/a的规模。
一、 电炉钢:出钢三分之一时随其他合金一起加入,出钢四分之三时加完;钢包吹氩搅拌。吹氩睦禁止钢水裸露。钒收得率90-92%,氮收得率65%。
二、 转炉钢:出钢挡渣,严格控制终点钢水的氧化性。出钢时先加脱氧剂硅锰合金硅铁合金
,随后加入钒氮合金。出钢当时开始加入,出钢3/4时加完,钢包吹氩搅拌。并喂铝线,吹氩时禁止钢水裸露。钒收得率90%,氮收得率60%。
三、 真空处理钢:真空处理钢,则在真空处理脱氧后,加完其他合金后再加入钒氮合金。钒收得率在92-95%,氮收得率在65-68%。
四、 喂线法:为了强化钒氮合金中氮的有益作用,攀钢采取在LF电加热炉出站前喂线(指用钒氮合金制作的包芯线,其TV含量50-60)法加入钒氮合金;必须是最后加入并钢包吹氩搅拌,吹氩时禁止钢水裸露。然后上浇钢平台进行浇注:钒收得率80%,氮收得率55%。
五、 述方法中使用的统一要求:钢包、中包必须烘烤好,大包浇钢必须保护浇注。
在钢中加入百分之几的钒,就能使钢的弹性、强度大增 ,抗磨损和抗爆裂性极好,既耐高温又抗奇寒,难怪在汽车、航空、铁路、电子技术、国防工业等部门,到处可见到钒的踪迹。此外,钒的氧化物已成为化学工业中最佳催化剂之一,有“化学面包”之称。主要用于制造高速切削钢及其他合金钢和催化剂。把钒掺进钢里,可以制成钒钢。钒钢比普通钢结构更紧密,韧性、弹性与机械强度更高。钒钢制的穿甲弹,能够射穿40厘米厚的钢板。但是,在钢铁工业上,并不是把纯的金属钒加到钢铁中制成钒钢,而是直接采用含钒的铁矿炼成钒钢。
钒
钒具有众多优异的物理性能和化学性能,因而钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称。最初的钒大多应用于钢铁,通过细化钢的组织和晶粒,提高晶粒粗化温度,从而起到增加钢的强度、韧性和耐磨性。后来,人们逐渐又发现了钒在钛合金中的优异改良作用,并应用到航空航天领域,从而使得航空航天工业取得了突破性的进展。随着科学技术水平的飞跃发展,人类对新材料的要求日益提高。钒在非钢铁领域的应用越来越广泛,其范围涵盖了航空航天、化学、电池、颜料、玻璃、光学、医药等众多领域。
钒“现代工业的味精”,是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料。钒在冶金业中用量最大。从世界范围来看,钒在钢铁工业中的消耗量占其生产总量的85%。与此同时,钒在化工、钒电池、航空航天等其它领域的应用也在不断扩展,且具有良好发展前景。
钒在钢铁工业中主要用作合金添加剂,钢铁工业的发展变化对预测钒的需求至关重要。也就是说,钢铁对钒的需求趋势决定了钒工业的命运。
中国钢产量大约6亿吨,平均每吨钒的消费强度增加10g,折合五氧化二钒约为1.1万吨。而在美国,碳素钢和高强度低合金钢是钢铁工业中钒用量最大的钢种,占钢铁工业钒用量的60%以上,其次是高合金钢。
钒电池
钒电池是发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一(它的制造、使用及废弃过程均不产生有害物质),它具有特殊的电池结构,可深度大电流密度放电;充电迅速;比能量高;价格低廉;应用领域十分广阔:如可作为大厦、机场、程控交换站备用电源;可作为太阳能等清洁发电系统的配套储能装置;为潜艇、远洋轮船提供电力以及用于电网调峰等。
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!