Kako feromangan smanjuje troškove legure za proizvodnju čelika

Zašto feromangan smanjuje troškove legure za proizvodnju čelika

Feromangan s visokim udjelom ugljika obavlja dva posla odjednom u livačkoj kutiji za proizvodnju čelika: poboljšava svojstvenu kvalitetu čelika i smanjuje cijenu legure koja se koristi da se tamo stigne. Kvalitet sadrži visoke razine i mangana i ugljika, a puni se kao aditiv legure tokom točenja ili u loncu, gdje podiže čvrstoću i tvrdoću gotovog čelika dok smanjuje cijenu po jedinici mangana i poboljšava ekonomski rezultat topline.

Ta kombinacija je razlog zašto feromangan s visokim udjelom ugljika ostaje uobičajeni dodatak mangana u proizvodnji ugljika i niskolegiranog čelika, čak i tamo gdje su dostupni skuplji rafinirani slojevi. Ušteda nije marketinška tvrdnja; to proizilazi direktno iz kemijskog sastava i načina na koji se mangan ponaša u čeliku.

Mangan u čeliku: čvrstoća, tvrdoća i kaljivost

Mangan je jedan od najjeftinijih elemenata koji može povećati čvrstoću i tvrdoću čelika. Otopljeni mangan povećava sposobnost otvrdnjavanja, što znači da određena sekcija može postići potrebni nivo čvrstoće sa nižim sadržajem ugljika i blažom brzinom hlađenja. Niži sadržaj ugljika zauzvrat poboljšava zavarljivost i otpornost na niske temperature, tako da dodatak mangana kupuje mehanička svojstva koja bi inače zahtijevala više ugljika ili skuplji put legiranja.

U običnim ugljičnim i niskolegiranim čelicima, mangan je također element koji vezuje zaostali sumpor i sprječava da uzrokuje probleme tokom valjanja. Budući da je stopa dodavanja potrebna za postizanje datog cilja čvrstoće mala, trošak jedinice mangana ostaje manji dio ukupne cijene legure, što je upravo ono što jeftine nosače mangana čini tako vrijednim.

Kontrola i deoksidacija sumpora

Mangan se kombinuje sa sumporom da bi formirao mangan sulfid, a ta reakcija je ono što sprečava sumpor da formira nisko topljive filmove gvožđe sulfida duž granica zrna. Ove folije su klasični uzrok vrućeg pucanja i oštećenja rubova tokom vrućeg valjanja, tako da dodatak mangana štiti prinos kao i kvalitet. Sulfidne inkluzije koje se formiraju također su povoljnije za obradivost od alternativnih tipova inkluzija.

Mangan je blaži deoksidans od silicija ili aluminija, ali ipak uklanja dio opterećenja kisikom prije nego što se dodaju jači deoksidanti. Silicijum koji nosi feromangan sa visokim udjelom ugljika radi u istom smjeru, tako da se dio cijene legure efektivno vraća kao ušteda na odvojenim dodacima deoksidacije.

Odakle zapravo dolazi ušteda

Štednja ima tri odvojena izvora, i oni su složeni. Prvo, visoke klase ugljika su najmanje rafinirani dodatak mangana koji se proizvodi u skali, tako da imaju najnižu cijenu po toni legure. Drugo, oporavak je visok jer se legura lako otapa u loncu i malo materijala se gubi u skul ili u neotopljene grudve kada je dimenzioniranje ispravno. Treće, ugljik i silicij koje donosi razred nisu zagađivači u zagrijavanju ugljičnog čelika; zamjenjuju elemente koji bi se inače morali posebno dodavati.

Visokougljični slojevi obično sadrže 65% do 82% mangana, dok niskougljični slojevi dostižu 85% do 92%. Razlika u sadržaju između ove dvije porodice je skromna, ali razlika u cijeni po toni je daleko veća, jer rafiniranje ugljika iz legure troši dodatni kisik i smanjuje oporavak mangana. Kao rezultat toga, cijena po kilogramu sadržanog mangana je najniža za porodicu s visokim udjelom ugljika i stalno raste kako se specifikacija ugljika pooštrava. Elektrolitički mangan metal, najčišća opcija, nalazi se na vrhu te ljestvice i opravdan je samo tamo gdje karbonski plafon ne ostavlja alternativu.

Ocjene, oblici proizvoda i izbor razreda

U tabeli ispod su navedene reprezentativne klase iz porodica sa niskim, srednjim i visokim udjelom ugljika, tako da se na prvi pogled može vidjeti razlika-između sadržaja mangana, nivoa ugljika i cijene. Porodice razreda slijede kineski nacionalni standard za feromangan, GB/T 3795.

Forma proizvoda je važna koliko i ocjena. Komadići su konvencionalni izbor za ručno dodavanje ili dodavanje u lonac s kranom, dok peleti mnogo bolje teku u automatskim sistemima za vaganje i hranjenje i brže se otapaju kada uđu u topljenje. Oba oblika se proizvode iz istih toplina, tako da je izbor pitanje rukovanja, a ne metalurško, ali to utječe na oporavak, a samim tim i na stvarnu cijenu po jedinici mangana isporučenog u čelik.

Kontrolna lista u nastavku primjenjuje se na bilo koju odluku o kvaliteti u proizvodnji ugljičnog čelika.

Prvo postavite karbonski plafon čelika, jer on odlučuje da li se uopšte može koristiti visok nivo ugljenika.

Odredite potreban dodatak mangana u kilogramima po toni čelika, a zatim procijenite razrede na bazi sadržanog mangana.

Provjerite granicu fosfora prema tabeli kvaliteta i odaberite kolonu gdje je specifikacija čelika zahtjevna.

Odaberite komade ili pelete prema načinu na koji će se dodatak izvagati i hraniti.

Dogovorite raspon veličine tako da sitne čestice i prevelike grudice ne nagrizu oporavak.

Potvrdite obrazac, oznaku razreda i pakiranje na mlinskom certifikatu i otpremnim dokumentima.

Često postavljana pitanja

P: Kako feromangan s visokim udjelom ugljika smanjuje troškove legure?
To je najmanje rafinirani dodatak mangana proizveden u razmjeru, tako da ima najnižu cijenu po toni, a njegov sadržaj ugljika i silicija zamjenjuje dodatke koji bi inače bili potrebni u toplini ugljičnog čelika.

P: Da li dodavanje mangana umanjuje kvalitet čelika?
Ne. Mangan podiže čvrstoću i tvrdoću, poboljšava kaljivost i kontroliše sumpor, tako da je efekat kvaliteta pozitivan sve dok granice ugljika i fosfora ovog razreda odgovaraju čeliku koji se pravi.

P: Koji se razred najviše koristi u proizvodnji ugljičnog čelika?
Visokougljični razredi kao što su FeMn78C8.0, FeMn74C7.5 i FeMn68C7.0, jer daju najnižu cijenu po kilogramu sadržanog mangana.

P: Kada se umjesto toga mora koristiti niska razina ugljika?
Kada specifikacija čelika postavlja čvrsti ugljični plafon, na primjer u niskougljičnim i nehrđajućim razredima, tako da se pokupljanje ugljika iz legure mora svesti na minimum.

P: Da li se peleti i komadi drugačije ponašaju u kutlači?
Pelet bolje teče u automatskim sistemima za hranjenje i brže se rastvara, dok su komadi konvencionalni oblik za dodavanje kranom ili ručno; oba dolaze iz istih vrućina.

P: Zašto mangan štiti prinos tokom valjanja?
Kombinira se sa sumporom kako bi se formirao mangan sulfid, koji sprječava stvaranje filmova željeznog sulfida niskog taljenja na granicama zrna i izazivanje vrućih pucanja.