для чего нужен ферромарганец
ФЕРРОМАРГАНЕЦ
Ферромарганец – ферросплав, содержащий 70-95% Mn и применяемый для раскисления и легирования стали, чугуна, сплавов, а также для обмазки сварочных электродов.
Для различных нужд металлургической и литейной промышленности изготовляют: низкоуглеродистый (малоуглеродистый) ферромарганец, среднеуглеродистый ферромарганец, высокоуглеродистый ферромарганец, а также азотированный ферромарганец.
Согласно устаревшему ГОСТ 4755-80 в обозначении марок (например: ФМн 0,5; ФМн 1,0А; ФМн 2,0; ФМн 78К, ФМн 75АС6 и др.) буквы означали Ф – Fe, Мн – Mn, А – пониженное содержание P, К – пониженное содержание калия, С – повышенное содержание Si. Цифры обозначали максимальную долю C в марках низко- и среднеуглеродистого ферромарганца и минимальную долю Mn в марках высокоуглеродистого ферромарганца.
Заказ на ферромарганец должен содержать: количество; формирование партии; химический состав в соответствии с таблицами 1-7; диапазон размеров частиц в соответствии с таблицами 8-8а, необходимые требования к протоколу об анализе и т.п.
Ферромарганец поставляется партиями, составленными поплавочным либо помарочным методом. Партия, составленная поплавочным методом, состоит из массы ферромарганца одной плавки (или одной части непрерывной плавки). Партия, составленная помарочным методом, состоит из нескольких плавок (или частей непрерывных плавок) одной марки ферромарганца. При этом содержание марганца в плавках (или частях непрерывных плавок), составляющих партию не должно отличаться друг от друга более чем на 3%.
Дроблёный ферромарганец поставляют по классам крупности в соответствии с таблицами 8-8а ГОСТ 4755-80.
Марганец придаёт стали твёрдость, увеличивает сопротивление разрыву, предел текучести и упругости.
Из истории:
Для производства сталей ферромарганец всегда занимал первое место в ряду ферросплавов. В качестве раскислителя он применяется для всех сортов стали. Первые попытки получения низкоуглеродистого ферромарганца относятся к концу позапрошлого столетия, когда Уильям-Фауст Гриин и Уильям Генри Уэль запатентовали в 1893 году силикотермический метод производства ферромарганца. Однако тогда спрос на малоуглеродистый ферромарганец благодаря высокой цене был очень мал, поэтому силикотермический метод производства малоуглеродистого ферромарганца долгое время не находил промышленного применения. Примерно с 1918 года сталелитейщики проявили интерес к малоуглеродистому ферромарганцу и этот сплав начали производить в промышленных масштабах.
Для чего нужен ферромарганец
Ферромарганец – это сплав, в котором основными компонентами являются железо и марганец. Как правило, марганец используют для легирования и удаления кислорода из стали.
Связывая марганец и серу, улучшаются свойства стали. Повышенное содержание марганца способствует увеличению хладостойкости и твердости материала, а также улучшению антикоррозионных свойств и устойчивости против истирания.
Стоит отметить, что бесфлюсовый намного эффективнее, так как обуславливает максимальное извлечение марганца из руды, более высокую производительность печей, а также пониженное содержание фосфора. В процессе изготовления ферромарганца бесфлюсовым способом помимо сплава получают еще и марганцем шлак, который содержит небольшое количество фосфора. Он применяется для получения металлического марганца и силикомарганца. Ванна, как правило, состоит из четырех зон: зона плавления, твердой шихты, зоны жидкого сплава и слоя жидкого шлака. Плавка ферромарганца осуществляется при напряжении 220 В.
Если напряжение увеличить, что будет наблюдаться уменьшение увеличение расхода электроэнергии и извлечения марганца. Это объясняется тем, что марганец имеет высокую упругость паров, поэтому в нормальных условиях изготовления его потери достигают 8—10 %. В свою очередь
при неправильном электрическом режиме печи могут потери могут увеличиваться до20 %. Для того, чтобы снизить потери марганца необходимо следить за тем, чтобы не образовывались зоны перегрева в печи.
Стоит отметить, что без ферромарганца черная металлургия обойтись не может!
, в настоящее время в металлургии изготавливают низко-, средне- и высокоуглеродистый ферромарганец. Они отличаются долей входящего в состав марганца. Технология производства сплава предусматривает применение железной и марганцевой и руды, а также известняка. Выплавка высокоуглеродистого ферромарганца осуществляется в закрытых и открытых электропечах бесфлюсовым или флюсовым способом.
Стоит отметить, что бесфлюсовый намного эффективнее, так как обуславливает максимальное извлечение марганца из руды, более высокую производительность печей, а также пониженное содержание фосфора. В процессе изготовления ферромарганца бесфлюсовым способом помимо сплава получают еще и марганцем шлак, который содержит небольшое количество фосфора. Он применяется для получения металлического марганца и силикомарганца. Ванна, как правило, состоит из четырех зон: зона плавления, твердой шихты, зоны жидкого сплава и слоя жидкого шлака. Плавка ферромарганца осуществляется при напряжении 220 В.
Если напряжение увеличить, что будет наблюдаться уменьшение увеличение расхода электроэнергии и извлечения марганца. Это объясняется тем, что марганец имеет высокую упругость паров, поэтому в нормальных условиях изготовления его потери достигают 8—10 %. В свою очередь
при неправильном электрическом режиме печи могут потери могут увеличиваться до20 %. Для того, чтобы снизить потери марганца необходимо следить за тем, чтобы не образовывались зоны перегрева в печи.
Стоит отметить, что без ферромарганца черная металлургия обойтись не может!
, в настоящее время в металлургии изготавливают низко-, средне- и высокоуглеродистый ферромарганец. Они отличаются долей входящего в состав марганца. Технология производства сплава предусматривает применение железной и марганцевой и руды, а также известняка. Выплавка высокоуглеродистого ферромарганца осуществляется в закрытых и открытых электропечах бесфлюсовым или флюсовым способом.
Стоит отметить, что бесфлюсовый намного эффективнее, так как обуславливает максимальное извлечение марганца из руды, более высокую производительность печей, а также пониженное содержание фосфора. В процессе изготовления ферромарганца бесфлюсовым способом помимо сплава получают еще и марганцем шлак, который содержит небольшое количество фосфора. Он применяется для получения металлического марганца и силикомарганца. Ванна, как правило, состоит из четырех зон: зона плавления, твердой шихты, зоны жидкого сплава и слоя жидкого шлака. Плавка ферромарганца осуществляется при напряжении 220 В.
Если напряжение увеличить, что будет наблюдаться уменьшение увеличение расхода электроэнергии и извлечения марганца. Это объясняется тем, что марганец имеет высокую упругость паров, поэтому в нормальных условиях изготовления его потери достигают 8—10 %. В свою очередь, при неправильном электрическом режиме, печи могут потери могут увеличиваться до 20%. Для того, чтобы снизить потери марганца необходимо следить за тем, чтобы не образовывались зоны перегрева в печи.
Стоит отметить, что без ферромарганца черная металлургия обойтись не может!
Применение Ферромарганца ФМн
Главная > Статьи > Применение Ферромарганца ФМн
Для легирования и раскисления кипящей или спокойной стали разных видов применяют сплав, называющийся ферромарганцем. Именно в сталелитейной сфере он занимает первенство среди ферросплавов. Из самого названия видно, что состоит из железа и марганца. Если наличие марганца почти 90%, сплав широко используют в черной металлургии для выплавки стали.
Большая разновидность стали и сплавов приводит к необходимости налаживать получение разного сортамента ферросплавов марганца.
От количества содержащегося углерода, сплав распределяют на три вида:
При выплавке получают не только сплав, но и передельный шлак, который содержит значительное количество марганца и немного фосфора. Шлак пускают на переработку, и получают силикомарганец или марганец металлический.
Как легирующая и раскисляющая добавка ферромарганец применяется для получения качественной стали. При наличии высокого процента марганца в стали, она становится износоустойчивее, прочнее и имеет хорошее сопротивление коррозии, меньше подвергается истиранию и разрыву. Благодаря такой добавке улучшаются химические и физические качества металла, а значит, и его работоспособность и срок эксплуатации. Сталь такого вида используют для производства рабочих механизмов драг, землеройных машин, оборудования для дробления и помола, железнодорожных стрелок.
Кроме того, ферромарганец применяют в черной металлургии для легирования других сплавов и чугуна, очищения металла в процессе раскисления, а также для обмазки электродов во время проведения сварочных работ.
В состав инструментальных сталей входит до 0,4% марганца, в конструкционных – до 0,6% металла, в легированных – от 0,8% до 14% марганца. Чем выше показатель марганца в составе стали, тем больше улучшается ее твердость, предел прочности, прокаливаемость, снижается ударная вязкость.
Производство ферромарганца почти полностью зависит от сталелитейной промышленности, и от спроса на сталь диктуется и его производство.
Что такое ферросплавы и где применяются
Для улучшения качественных показателей металла в современной металлургии ископаемое сырьё дополняют искусственно синтезированными продуктами. При литье чугуна или выплавке стали в список базовых компонентов обязательно входят ферросплавы.
Что такое ферросплавы?
Ферросплавы — это категория искусственно созданных соединений на основе железа, применяемых для легирования стали. Современные технологии позволяют синтезировать более сотни разновидностей ферросплавов, в составе которых в различных комбинациях включают до 25 химических элементов.
Данные компоненты востребованы в современной металлургической промышленности, поскольку значительно удешевляют технологию производства конечной продукции. Кроме того, использование этих добавок упрощает процесс легирования стали благодаря низкой температуре их плавления.
Говоря о том, как выглядит ферросплав, необходимо отметить, что размер фракции зависит от вида и назначения конечной продукции. Это может быть и сырье в виде чушек, отдельных кусков или сыпучего материала.
Сырьё для производства
Для производства синтетических соединений применяется руда, имеющая в своем составе определенный набор химических элементов.
Ферросилиций, феррохром, ферромарганец получают из руды, отличающейся повышенным содержанием именно этих элементов. На основе обогащенного концентрата производят ферровольфрам, ферромолибден, ферротитан, феррованадий.
При производстве ферросплавов используют технологию восстановления оксидов базовых элементов с использованием железа или окислов. В процессе синтеза формируется раствор железа с базовым элементом. При этом активность восстановленного металла снижается, железо блокирует окислительную реакцию, упрощая восстановительные процессы.
Рабочая температура плавления подобного соединения обычно ниже, чем той, что необходима для плавления базового компонента. Эта особенность дает возможность снизить температуру рабочей среды при выполнении технологических процессов восстановления. В случае, когда сырьё не содержит железа, то для синтеза ферросплава в шихту добавляют руду или лом железа.
Производство ферросплавов
В основе производства ферросплавов лежит химическая реакция восстановления. Это напрямую влияет на требования, которым должны отвечать применяемые реагенты:
Современные технологии предполагают три пути производства легирующих синтетических соединений на основе железа:
Первый способ применяют для изготовления соединений с марганцем, хромом и кремнием. Реакция эндотермического типа относится к наиболее дешевым технологиям. Рабочий процесс выполняют с постоянным подводом тепла, вырабатываемого электрическими дугами. К отличительным особенностям данной технологии относят непрерывный процесс подачи шихты, использование трансформаторов мощностью от 10 до 115 МВхА. Конечный продукт периодически выгружают из печи.
Термические способы производства ферроматериалов также предполагают применение ферросплавных печей с трансформаторами мощностью до 7 МВхА. Такая технология применяется для производства низкоуглеродистых ферросплавов (безуглеродистого феррохрома, металлического марганца и хрома, ферросплавов с титаном, ванадием, бором, цирконием, вольфрамом и другими элементами).
Альтернативный метод изготовления ферросплавов требует использования футерованных горнов. Рабочая температура в них должна быть достаточно для расплавления шлака и металла.
Классификация ферросплавов
В основе промышленной классификации ферросплавов лежит востребованность их в металлургии и, соответственно, объем производства. Виды ферросплавов подразделяют на большие и малые основные группы.
В «большую» группу входят продукты массового использования:
«Малая» группа отличается узкой специализацией применения. В перечень таких компонентов входят:
Как маркируются
Ферроматериалы маркируют достаточно простым методом. «Ф» в начале символизирует принадлежность продукта к ферросплавам. Следующий символ указывает на основной элемент в составе синтетического материала, основа сплава, определяющая его наименование и основные свойства. Число в маркировке характеризует массовую долю основного элемента в составе искусственного компонента. Последующие символы означают присутствие в составе дополнительных веществ.
К примеру, ФМо60 служит маркировкой для ферромолибдена с содержанием основного компонента не ниже 60%.
Следует отметить, что число в маркировке обозначает приблизительное содержание ведущего элемента. Ферросплав на основе кремния с меткой ФС45 имеет в составе от 41 до 47% базового элемента.
Дополнительно в маркировке может содержаться информация, указывающая на:
Код транспортировки регламентирован ГОСТ 14192-77. Степень опасности у ферросплавов независимо от типа установлена в рамках третьей группы, в которую входят умеренно-опасные вещества. Предельная концентрация их в воздухе должна быть менее 10 мг на кубический метр. На этот показатель заметно влияет размер фракции. Чушки при транспортировке не представляют угрозы, а ферросилиций с фракцией менее 3,2 мм входит в категорию опасных грузов.
Учитывая разнообразие ферросплавных соединений, существует огромное количество их марок.
Применение ферросплавов
Основная ферросплавная составляющая определяет свойства и технические характеристики синтетического продукта. На основе степени восстановления этого базового элемента разрабатывается технология производства, и определяется ее эффективность.
Базовый элемент ферросплавов напрямую определяет их химические и физические свойства. В первую очередь это влияет на рабочую температуру плавления. Именно этот показатель служит базовым в использовании ферросплавов для легирования или раскисления конечной продукции металлургии.
Кроме металлургии феррометалл применяют в качестве источника базовых элементов при нанесении защитных металлических покрытий. Примером, для чего нужны ферросплавы, служит изготовление сварочных электродов, производство пленочных нагревателей.
В сферу применения входит и обогащение железной руды, а также получение химически чистых веществ, необходимых в некоторых отраслях производства.
Азотированные ферросплавы
Основное их назначение заключается в легировании стали молекулами азота. Использование азотированных компонентов на основе хрома стимулирует растворение азота в расплаве.
Для выпуска высоколегированных марок стали, быстрорежущей и нержавеющей стали используют феррованадий и компоненты на основе марганца.
Ферросилиций необходим для производства марок стали, легированных кремнием, а также электротехнической стали.
В нашей стране именно азотированные компоненты предназначены для различных отраслей металлургии и машиностроения.
Компоненты на основе марганца
Ферромарганец позволяет удалить кислород и связать молекулы серы, что заметно улучшает износостойкость конечного материала. Подобная составляющая необходима для марок особой стали, устойчивой к ударным нагрузкам. Они идут на изготовление рабочих органов камнедробилок, шаровых мельниц, землеройных установок.
При производстве некоторых марок чугуна ферромарганец позволяет увеличить электросопротивление материала без реакции на изменение температуры рабочей среды. Примером применения конечного материала служат реостаты.
Кремнистые ферросплавы
Данные компоненты предназначены для различных целей:
Кремний активно применяется в различных технологических процессах при производстве различных электронных приборов, микросхем, цемента, стекла, силикатной керамики, различных силиконов и силиконового масла.
Хромистые соединения
Обязательным компонентом шихты при выплавке нержавеющей и высоколегированной стали служит феррохром. Его используют и создания износостойких и эстетичных хромированных покрытий.
Сплавы, имеющие хром в своем составе, предназначены для космической сферы и авиастроения.
Ферровольфрам
Ферросплав вольфрама и железа предназначен для легирования специальных жаропрочных, магнитных, особых марок конструкционной стали. Такая добавка позволяет увеличить твердость и прочность материала даже в условиях высоких рабочих температур, повысить максимальный показатель текучести материала, интенсивность намагничивания.
Ферроникель
Никель входит в список основных элементов, положительно влияющих на эксплуатационные свойства стали. Она становится более вязкой, пластичной и устойчивой к механическому воздействию. Применение ферроникеля необходимо для выпуска кислотостойких, жаропрочных, устойчивых к коррозии сталей и сплавов.
С экономической точки зрения внесение ферроникеля заметно выгоднее, чем использование чистого металла.
Преимущества и недостатки
Применение синтезированных компонентов при в металлургическом производстве обладает рядом плюсов и минусов. К достоинствам технологии необходимо отнести:
Использование ферросплавов в качестве компонента при литье чугуна и выплавке стали позволяет снизить себестоимость конечной продукции, упростить технологические процессы за счет снижения температуры плавления рабочей массы.
К недостаткам этих компонентов в первую очередь относят низкое содержание в составе легирующих элементов. Кроме того в составе добавок имеется немало сторонних примесей, способных отрицательно повлиять на свойства конечного продукта (марганец, углероды, фосфор).
Стоимость ферросплавов
В условиях современного рынка нет точного ответа на вопрос о стоимости ферросплавов, поскольку на политику ценообразования влияет большое количество факторов.
Учитывая сложный состав некоторых синтезированных компонентов, а также большой ассортимент используемых материалов разброс цен получается немалым. При выяснении стоимости следует уточнить марку конкретного компонента. Кроме марки на стоимость влияет объем сырья в партии.
Стоимость килограмма ферросплавов колеблется в большом диапазоне от 18 до 1600 рублей. В категорию самых дорогих входят соединения на базе тугоплавких компонентов.
Ферромарганец
Ферромарганец используют для раскисления стали.
Ферромарганец – сплав железа и марганца. В обшей структуре потребления марганца более 90% его используется в черной металлургии при выплавке стали в виде различных марганцевых ферросплавов.
Средний расход марганца в сталеплавильной промышленности различных стран мира зависит от нескольких факторов: марочного сортамента выплавляемых сталей, способа производства металла (кислородно-конвертерного, электропечного, мартеновского), научно-технического уровня технологических процессов и других. В странах СНГ удельный расход марганца высок и составляет от 7 до 9 кг на 1т стали.
Разнообразие марок стали и сплавов обусловливает необходимость получения марганца и марганцевых ферросплавов широкого сортамента.
Наиболее распространенными марганцевыми ферросплавами являются:
— ферромарганец, включающий группы высокоуглеродистого и низкоуглеродистого ферромарганца с различными допустимыми пределами концентрации углерода, фосфора и других примесей;
— силикомарганец с широким интервалом содержания кремния примесями фосфора, углерода и др.;
— металлический марганец, включающий марки электролитического и электротермического способов производства
— азотированные металлический марганец и силикомарганец.
Примерно такого же сортамента производятся марганцевые ферросплавы и в зарубежных странах.
Марганец – раскислитель. Взаимодействие марганца с жидким железом, содержащим кислород, приводит к раскислению металла по реакции: [Mn]Fe + [O]Fe = MnO
Раскислительная способность марганца ниже, чем у кремния, однако кремний не всегда создает условия для формирования желаемых оксидных включений. Введение силикомарганца обеспечивает более высокое качество стали.
При увеличении содержания марганца от 1 до 1,8 % размер зерна феррита в марганец-молибденовых сталях с 0,09%
С уменьшается от 216 до 65 мкм, критическая тем¬пература хрупкости снижается с —58 до —118 °С. Общеизве¬стна износоустойчивая сталь 110Г13Л (1,1% С и 13% Мn), которая широко применяется для отливок деталей и изделий (железнодорожные крестовины, траки, зубья землеройных ма¬шин и др.), подвергающихся динамическим и истирающим на¬грузкам.
В аустенитных сталях марганец в сочетании с азо¬том заменяет дефицитный и дорогой никель. Разработано около 100 марок азот и марганецсодержащих сталей.
Марганец применяют для получения сплавов на железной основе, например (75%Mn), легирования кремниево-алюмиевых сплавов и т.д.
Для легирования сталей необходимо применять низкофосфористые марганцевые ферросплавы.
Выплавляют ферромарганец из марганцевых руд содержащих в основном пиролюзит MnO2 с содержанием 63% Mn. В качестве восстановителя применяют коксик размером 3-15 мм. Содержание золы в нем менее 12%, влаги менее 11%, фосфора менее 0.02%.
2. По требованию потребителя ферромарганец изготовляют с массовыми долями: углерода в марке ФМн90 до 0,1% через 0,1%, в марке ФМн88 до 1,0% через 0,5%; кремния в марке ФМн88 до 1,0% через 0,5%, в марках ФМн78 и ФМн70 до 1,0% через 1,0%; фосфора через каждые 0,05% в марке ФМн90(Б) до 0,05%, в марке ФМн88(Б) до 0,1%, в марке ФМн78(Б) до 0,05%, в марке ФМн70(Б) до 0,3%.
3. В обозначение марки ферромарганца входят основа сплава, массовая доля углерода, кремния и фосфора.
Ферромарганец изготовляют в кусках массой не более 20 кг или в дробленом виде. Дробленый ферромарганец поставляют по классам крупности в соответствии со следующей таблицей (масса подрешетного продукта установлена для пункта поставки материала покупателю):
Допускается наличие в партии кусков более 20кг. в количестве, не превышающем 5% массы партии.
Поверхность кусков ферромарганца не должна иметь инородных материалов. Допускаются следы противопригарных (известь, песок) материалов, шлаковая пленка, включения шлака и выделения графита.