Využití feromanganu s vysokým obsahem uhlíku ve výrobě oceli, slévárenství a slitin

Co je feromangan s vysokým obsahem uhlíku

Feromangan s vysokým obsahem uhlíku patří do rodiny feromanganů, což je skupina železo-manganových slitin, ve kterých jsou železo a mangan dvě hlavní složky. Člen této rodiny s vysokým obsahem uhlíku je definován svým obsahem uhlíku, který se pohybuje mezi 2,0 procenty a 8,0 procenty. Obsah manganu v komerčních jakostech je odpovídajícím způsobem vysoký, typicky 65 procent až 80 procent, a právě tato kombinace velkého zásobníku manganu s relativně nízkou cenou na jednotku manganu činí slitinu tak široce používanou.

Vzhledem k vysokému obsahu uhlíku není slitina určena pro finální úpravu přísných uhlíkových specifikací. Jeho hodnota je jinde: snadno se rozpouští v tekuté oceli, silně reaguje s rozpuštěným kyslíkem a sírou, a to za cenu daleko nižší, než je cena rafinovaných nízkouhlíkových jakostí. Tyto tři vlastnosti představují téměř každou aplikaci popsanou níže.

První použití: Deoxidace a odsíření při výrobě oceli

Ocelářský průmysl je největším spotřebitelem feromanganu s vysokým obsahem uhlíku. Roztavená ocel vždy obsahuje rozpuštěný kyslík a síru, které je nutné před odléváním odstranit, a obojí se zpracovává stejným přídavkem. Mangan má silnou afinitu k oběma prvkům, takže přidání feromanganu do odpichového proudu nebo pánve současně snižuje hladinu kyslíku a snižuje obsah síry.

Dezoxidace je krok, který rozhoduje o tom, kolik legujícího přídavku skutečně zůstane v oceli a neztrácí se jako oxid. Dobře deoxidovaná lázeň poskytuje vyšší a předvídatelnější výtěžnost manganu a dalších legujících prvků a snižuje objem oxidových vměstků, které by se jinak zachytily v odlévaném produktu. Odsiřování je důležité z jiného důvodu: síra podporuje horkost a tvorbu prodloužených sulfidických vměstků, které poškozují tažnost a povrchovou úpravu, zejména u válcovaných a kovaných výrobků.

Rozhodujícím praktickým bodem jsou náklady. Účinné dezoxidace lze v zásadě dosáhnout dražšími přísadami, ale feromangan zajišťuje jak dezoxidaci, tak požadavek na legování manganem v jediném levném materiálu. Proto je popisován jako ekonomický dezoxidátor ocelárny a proto zůstává první volbou pro ohřev uhlíkové a legované konstrukční oceli.

Použijte dvě: Inokulace a Nodularizace v litině

Ve slévárenství se feromangan používá jako očkovadlo a při výrobě tvárné litiny, kde je jeho vliv na tvorbu grafitu hlavním přínosem.

Potlačuje tvorbu karbidů:přídavek brání tvorbě tvrdých, křehkých karbidů, které ztěžují obrábění a snižují rázovou houževnatost.

Podporuje srážení grafitu:povzbuzením uhlíku, aby vycházel z roztoku jako grafit, slitina zkracuje dobu nodularizace nebo sféroidizace potřebnou k dosažení cílové mikrostruktury.

Zlepšuje čistotu taveniny:zmenšuje objem a upravuje tvar nečistot suspendovaných v roztaveném železe, což zvyšuje celkovou kvalitu odlitku.

Zlepšuje mechanický výkon:kombinace čistší taveniny a lepšího tvaru grafitu zvyšuje pevnost a tažnost hotového železa.

Chrání pec:snížení ucpání trysky tavicí pece udržuje kov volně proudící a prodlužuje životnost vyzdívky pece a sestavy trysky.

Použijte třetí: Redukční činidlo pro nízkouhlíkové feroslitiny

Feromangan a slitiny bohaté na mangan{0}} s vysokým obsahem uhlíku také působí jako redukční činidla v samotném odvětví feroslitin. Používají se k výrobě feroslitin s nízkým obsahem uhlíku, kde uhlíková-slitina manganu dodává jak manganové jednotky, tak redukční výkon potřebný k řízení reakce. Toto vnitřní použití spojuje dva konce manganového řetězce: materiál s vysokým obsahem uhlíku vyrobený v peci s ponořeným obloukem se stává surovinou pro rafinované nízkouhlíkové produkty používané v nerezových a jiných nízkouhlíkových ocelích.

Jiné průmyslové použití

Minerální zpracování:feromanganový prášek slouží jako suspenzní fáze při separaci hustého média, kde se jeho vysoká hustota využívá k plavení a potopení frakcí rudy.

Svařování a výroba elektrod:prášek se používá ve formulacích pro povlakování elektrod, kde přispívá manganem do svarového kovu a pomáhá stabilizovat oblouk.

Elektrotechnický průmysl:mangan získaný ze slitiny se používá při přípravě vysoce čistého manganu pro polovodičové a elektronické aplikace.

Chemický průmysl:slitina je surovinou pro výrobu{0}}chemikálií a sloučenin na bázi manganu.

Obecné použití pro slévárenství a feroslitiny:jako nosič manganu všude tam, kde je vyžadována nízká cena, vysoký přídavek manganu.

Dohromady tato použití vysvětlují, proč poptávka po feromanganu s vysokým obsahem uhlíku sleduje jak výrobu oceli, tak činnost sléváren: nejde o slitinu pro jednu{0}}aplikaci, ale o standardní přidávání manganu v několika průmyslových odvětvích najednou.

Často kladené otázky

Otázka: Jaký obsah uhlíku definuje feromangan s vysokým obsahem uhlíku?
Feromangan s vysokým obsahem uhlíku je definován obsahem uhlíku mezi 2,0 procenty a 8,0 procenty, přičemž mangan je hlavním legujícím prvkem a železo jako zbytek.

Otázka: Jaká jsou hlavní použití feromanganu s vysokým obsahem uhlíku?
Tři hlavní použití jsou dezoxidace a odsíření při výrobě oceli, očkování a nodularizace při výrobě litiny a použití jako redukčního činidla při výrobě nízkouhlíkových feroslitin.

Otázka: Proč je zvolen feromangan namísto čistšího deoxidačního činidla?
Protože odstraňuje kyslík a síru a zároveň dodává mangan, který většina ocelí vyžaduje, jeden levný přídavek odvede práci dvou. Tato kombinace je to, co udržuje náklady na dezoxidaci na tunu oceli nízké.

Otázka: Jak feromangan pomáhá kvalitě litiny?
Zabraňuje tvorbě karbidů, podporuje precipitaci grafitu, zkracuje dobu nodularizace a snižuje množství a škodlivý tvar nečistot v roztaveném železe, což vše zlepšuje odlévání.

Otázka: Používá se feromangan mimo ocel a slévárny?
Ano. Manganový-prášek se používá při separaci hustých médií a při povlékání svařovacích elektrod a slitina je také surovinou pro vysoce čistý mangan a manganové chemikálie.

Otázka: Může být feromangan s vysokým obsahem uhlíku použit pro nízkouhlíkové oceli?
Ne jako poslední přídavek, protože by to zvýšilo obsah uhlíku. Místo toho se používá dříve v procesu nebo jako surovina pro výrobu feroslitin s nízkým obsahem uhlíku, které se přidávají na konci ohřevu.