Коротка історія ферроніобію

Від Колумбію до Ніобію: Відкриття

У 1801 році британський хімік Чарльз Хатчет проаналізував руду, надіслану з Коннектикуту, і виявив новий елемент, який він назвав колумбій на честь його американського походження. У 1844 році німецький хімік Генріх Розе знайшов новий елемент, схожий на тантал, і назвав його ніобієм на честь Ніоби, дочки Тантала в грецькій міфології. У 1866 році було встановлено, що колумбій і ніобій насправді є одним і тим же елементом. У 1951 році Міжнародний союз теоретичної та прикладної хімії (IUPAC) закріпив офіційну назву ніобій, хоча термін колумбій залишається вживаним у деяких частинах американської металургійної промисловості, тому феро-ніобій досі іноді називають феро-колумієм.

Перші роки виробництва ферроніобію

Промислове виробництво феро-ніобію почалося в 1930-х роках. У патенті Ф. М. Беккера 1935 року описано відновлення оксиду колумбію в електричних печах за допомогою електрокремнієвого -термічного методу, за якого кремній відновлює оксид до металу, а залізо додається для утворення лигатури. У 1950 році Т. Берчелл опублікував детальний опис алюмінотермічного процесу, в якому алюмінієвий порошок відновлює пентоксид ніобію в присутності оксиду заліза або залізних ошурків. Алюмінотермічний шлях швидко став домінуючим, оскільки він екзотермічний, працює з меншими витратами та дає високо{11}}ніобієву лигатуру з контрольованими рівнями домішок.

Сучасні плавильні шляхи

Алюмінотермічне відновлення - Nb₂O₅ відновлюється алюмінієм у вогнетривкій-посудині з додаванням заліза, утворюючи FeNb із зазвичай 50-70% ніобію.

Електро-відновлення кремнію - використовується для нижчих-ніобієвих сортів і для обробки ніобій-містких шлаків.

Рафінування - сирий сплав переплавляють і очищають, щоб знизити вміст вуглецю, кремнію, алюмінію та фосфору в межах специфікації.

Сировина-, що містить ніобій, включає пірохлорні концентрати та, меншою мірою, колумбітові-танталітові руди; якщо в руді присутній тантал, отриманий сплав класифікується як ніобій-танталовий феросплав.

Оцінки та специфікації

Феро-ніобій указано в GB/T 7737 для Китаю та в ISO 5453 для міжнародної доставки; ці стандарти встановлюють обмеження для вмісту ніобію та таких домішок, як вуглець, кремній, алюміній, сірка та фосфор.

Роль ферроніобію в сучасному виробництві сталі

Понад 90% світового споживання ніобію витрачається на виробництво сталі у вигляді мікролегуючих добавок 0,02-0,10%. Ніобій утворює дрібні карбіди та карбонітриди, які пригнічують ріст аустенітного зерна та осад-зміцнюють ферит, підвищуючи межу текучості та в’язкість без шкоди для зварюваності. Це робить феро-ніобій необхідним для високо-міцних низьколегованих (HSLA) конструкційних сталей, трубопровідної сталі X70 і X80, автомобільної листової та рейкової сталі.

Часті запитання

Чому феро-ніобій також називають феро-колумієм?

Оскільки елемент ніобій був давно відомий як колумбій у Північній Америці; назва колумбій все ще поширена в металургійній літературі цього регіону та закупівельних документах.

Яка різниця між FeNb50, FeNb60 і FeNb70?

Число вказує на номінальний вміст ніобію. Вищі сорти-ніобію забезпечують більше сплаву на кілограм і є кращими там, де контроль шлаку та домішок є найбільш важливим.

Який процес використовується для більшості феро-ніобію сьогодні?

Алюмінотермічний процес є домінуючим промисловим способом через його низьку вартість, високий рівень вилучення ніобію та відносно просте обладнання.

Скільки ніобію додається до сталі?

Зазвичай 0,02-0,10% за вагою; навіть ці невеликі добавки значно підвищують міцність, ударну в'язкість і здатність до формування завдяки подрібненню зерна та дисперсійному зміцненню.

Чи небезпечно працювати з феро-ніобієм?

У кусковій формі він стабільний і безпечний при нормальному зберіганні; пил слід тримати подалі від джерел займання та вологи, а поводження має відповідати паспорту безпеки постачальника.