Получение ферровольфрама из вольфрамитового концентрата алюминотермическим способом

MnO	SiO	P	S	As	Sn	Cu	Mo
CaO
КВГ-1 КВГ-2 КШИ КШ КМШ-1 КМШ-2 КМШ-3 КВГ ( Т) КШ (Т) КВГ (К)	65 60 65 60 65 60 55 60 55 65	18 15 1,0 2,0 0,1 0,1 4 Ненорм -	5,0 5,0 1,5 10 1,2 5,0 10 Ненорм 5,0	0,05 0,5 0,02 0,04 0,03 0,04 0,04 0,10 0,30 0,10	0,7 0,8 0,45 0,6 0,3 0,3 0,6 1,0 1,5 0,7	0,10 0,10 0,10 0,05 0,02 0,04 0,20 0,10 0,10 0,8	0,15 0,20 0,10 0,08 0,01 0,02 0,10 1,00 0,20 1,00	0,10 0,15 0,05 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,20 0,40	0,10 0,20 0,50 1,00 3,00 3,00 3,00 0,06 0,04 0,01	- - - - - - - 2,5 Ненорм 2,0

На рисунке 6 приведена диаграмма состояния системы W-Fe. Получение вольфрама с выпуском жидкого сплава из печи практически невозможно, т.к. при массовом содержании вольфрама >60% температура плавления сплава составляет 2850 ⁰С. 13,8-15,5 г/ см³ - плотность промышленного ферровольфрама.

Рисунок 6 – Диаграмма состояния W-Fe [67]

В основном вольфрамовые концентраты используют в производстве специальных сталей. Состав быстрорежущих сталей: 9 - 24% W; 3,8 - 4,6% Cr; 1 - 5% V; 4 -10% Co; 0,7 - 1,5% C. Особенность быстрорежущей стали заключается в ее способности самозакаливаться на воздухе, а также, благодаря высокой температуре упрочняющего отпуска, она сохраняет высокую твердость и износостойкость до 600 - 650 ⁰C.

Также широкое применение нашли и другие легированные инструментальные стали: вольфрамовые (0,8-1,2% W), хромовольфрамовые (2-9% W), хромвольфрам - кремнистые (2-2,7% W). Применяются Вольфрамсодержащие стали применяются для изготовления следующих инструментов: сверл, фрез, фильер, матриц и пуансонов, штампов, деталей пневматических инструментов и др.
Вольфрам уменьшает возможность образования горячих трещин, придает свойство самозакаливания, повышает прочность, твердость при высоких температурах, временное сопротивление, предел текучести стали, сопротивление износу и удару.
Благодаря содержанию вольфрама в магнитных сталях увеличивается интенсивность намагничивания и улучшаются коэрцитивные свойства. Более 80% всего вольфрама используют для легирования стали.
Если повысить содержание вольфрама, то будет возрастать ударная вязкость, устойчивость против перегрева и снижаться прокаливаемость, т.к. при этом образуется устойчивый WC (сталь объединяется углеродом и вольфрамом), а также отпускная хрупкость, теплопроводность, свариваемость.
Магнитные стали. Существуют вольфрамовые (5,2 - 6,2% W; 0,68-0,78% С; 0,3-0,5% Cr - сортовые стали для постоянных магнитов) и вольфрам кобальтовые магнитные стали (11,5-14,5% W; 5,5-6,5% Мо; 11,5-12,5% Со - магнитотвердые материалы). Их особенности высокая интенсивность намагничивания и коэрцитивная сила.
Также вольфрам входит в состав жаропрочных сплавов, а именно сплавы с кобальтом и хромом, так называемые стеллиты. Они имеют следующий состав в %: W 3-15; Co 45-65; Cr 25-35; C 0,5-2,75. Их применяют для покрытий поверхности сильно изнашивающихся деталей машин, например, клапанов авиадвигателей, лопастей турбин, экскаваторного оборудования, рабочих частей ножниц для горячей резки штампов и др.
В авиационной, ракетной технике, а также в других областях, где требуется высокая жаропрочность деталей машин, приборов и двигателейв качестве жаропрочных материалов используют сплавы вольфрама с другими тугоплавкими металлами (тантал, ниобий, молибден, рений).
Для легирования инструментальных, конструкционных и других сталей широко применяется вольфрам в виде сплава ферровольфрама (таблица 5) [2, 67].

Таблица 5 - Характеристика химического состава ферровольфрама (ГОСТ- 17293)

Марка	W, % (менее)	Массовое содержание элементов, %, не более