Optimization of process parameters for preparation of vanadium–iron-based alloy via silicon thermal reduction

Diese Studie untersucht die Optimierung der Prozessparameter für die Herstellung von Vanadium-Eisen-Legierungen durch die thermische Reduktion von Vanadium-Schlacke durch Silizium. Die Forschung konzentriert sich auf vier Schlüsselbereiche: den Einfluss der Reduktionstemperatur, den Einfluss der Haltezeit, die Rolle der ursprünglichen Schlackenzusammensetzung und die Verteilung und das Auftreten wertvoller Elemente nach der Reduktion. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Reduktionstemperatur von 1823 K, eine Haltezeit von 240 Minuten und eine Schlackenzusammensetzung von 45 Gew.% SiO2, 40 Gew.% CaO und 15 Gew.% Al2O3 optimale Ergebnisse liefern. Unter diesen Bedingungen liegen die Erholungsraten für Fe, Mn, Cr, V und Ti bei 96,30%, 91,96%, 86,53%, 80,29% bzw. 74,82%. Die resultierende V-Fe-Legierung enthält 46,19 Gew.% Si, 27,55 Gew.% Fe, 12,13 Gew.% Mn, 5,53 Gew.% V, 4,86 Gew.% Cr und 3,74 Gew.% Ti. Die Studie hebt die in der Legierung enthaltenen Phasen hervor, darunter VSi2, Cr3Si, FeSi2, MnSi, TiFeSi2, Fe, V3Si, TiMnSi2 und Mn, und beschreibt die Mikrostruktur, die durch Legierungsphasen auf Fe-Basis angereichert mit Ti, Fe, Si und Mn und durch Legierungsphasen auf V-Basis angereichert mit Si, V und Cr charakterisiert ist. Diese Forschung bietet eine praktische und umweltfreundliche Lösung für die Produktion V-haltiger Spezialstähle, die mit den Zielen nachhaltiger Entwicklung im Einklang steht.