Proč se při tavení v elektrické peci nabíjí feromangan s vysokým obsahem uhlíku
Feromangan s vysokým obsahem uhlíku je standardním nosičem manganu pro výrobu oceli v elektrických pecích a konvertorech všude tam, kde je potřeba mangan v kombinaci s uhlíkem. Jeho obsah manganu je vysoký, obsah uhlíku je záměrně zadržován redukčním procesem a snadno se taví, což jej činí vhodným pro dezoxidaci a legování v jediném přidání. V praxi elektrických pecí plní čtyři různé úkoly, které jsou obvykle požadovány současně: odstraňuje kyslík, dodává mangan, upravuje složení slitiny a zlepšuje chování při tavení vsázky.
Deoxidace ocelové lázně
Mangan má mírnou afinitu ke kyslíku, a proto působí jako deoxidátor. Protože oxid manganu je méně stabilní při teplotách výroby oceli než oxidy křemíku a hliníku, používá se feromangan spíše společně s křemíkem nebo hliníkem než samotný; tato kombinace vytváří kapalnou manganosilikátovou strusku, která snadno plave a lze ji před litím odstranit. Přidání feromanganu ve správné fázi ohřevu proto snižuje obsah rozpuštěného kyslíku, zlepšuje čistotu oceli a snižuje množství oxidu zadrženého ve strusce.
Na řazení záleží. Přídavek vyrobený před silnějšími deoxidačními činidly je z velké části zbytečný, protože mangan vstupující do lázně bohaté na kyslík- se spotřebovává jako oxid a nijak nepřispívá ke konečné specifikaci manganu. Přidání po křemíku a hliníku poskytuje mnohem vyšší výtěžnost a předvídatelnější analýzu.
Dodávka manganu a oprava specifikace slitiny
Mangan je specifikován téměř ve všech konstrukčních a tlakových{0}ocelích, obvykle mezi 0,30 % a 1,60 % v závislosti na jakosti, a je základním legujícím prvkem v manganových ocelích. Feromangan s vysokým obsahem uhlíku dodává mangan z jediné husté náplně a rozpouští se bez studených míst, která mohou doprovázet přidání lehkého šrotu. Výtěžnost závisí na obsahu kyslíku v lázni v okamžiku přidávání, zásaditosti strusky a teplotě odpichu; protože to nelze předpokládat, měl by být konečný obsah manganu potvrzen analýzou lázně a před odpichem opraven.
Nastavení rovnováhy uhlíku, manganu a železa
Protože feromangan s vysokým obsahem uhlíku nese uhlík, je to také pohodlný způsob, jak dosáhnout specifikace uhlíku v stupních, kde je uhlík spíše legujícím prvkem než nečistotou. Účinek je upraven množstvím vsázky a načasováním vsázky: přidání manganu na začátku tepla ztrácí oxidací více uhlíku, zatímco pozdní přidání ho zadržuje více. Obsluha tak může flexibilně upravovat obsah železa, manganu a uhlíku tak, aby vyhovovaly různým recepturám slitin ze stejné pece, a často se může vyhnout nákupu samostatného nosiče s nízkým -uhlíkem.
Limitem je, že feromangan s vysokým obsahem uhlíku nelze použít tam, kde je specifikace uhlíku velmi nízká. Pro tyto jakosti je vyžadován rafinovaný feromangan nebo manganový kov a výběr nosiče je dán maximálním množstvím uhlíku, které může teplo přijmout, když se umožní uhlík zachycený ze šrotu, elektrod a strusky.
Zlepšení tavitelnosti a účinnosti tavení
Přídavky feromanganu také zlepšují chování vsázky při tavení. Jeho bod tání je znatelně nižší než u čistého manganu nebo směsí oxidů železa-manganu a jeho přítomnost zvyšuje tekutost lázně, pomáhá rozpouštět vsázku a podporuje separaci-kovů strusky. Praktickým výsledkem je kratší doba rafinace, menší riziko zanesení nerozpuštěných přísad do formy a konzistentnější teploty odpichu. Zásaditost strusky by měla být udržována v rozmezí, které udržuje strusku tekutou, protože nadměrně viskózní struska zadržuje oxid manganu a snižuje výtěžnost manganu.
| Označení stupně | Mn | C | Si | P |
|---|---|---|---|---|
| FeMn78C8.0 | 76-80% | 8,0 % max | 1,5 % max | 0,20 % max |
| FeMn75C7.5 | 73-77% | 7,5 % max | 1,5 % max | 0,20 % max |
| FeMn73C7.0 | 71-75% | 7,0 % max | 2,0 % max | 0,25 % max |
Třídy jsou uváděny s označením manganu a uhlíku použitým v GB/T 3795 pro feromangan. Komerční šarže by měly být kontrolovány podle certifikátu dodavatele, protože křemík, fosfor a velikostní frakce se mezi výrobci liší a všechny tři ovlivňují rozpouštění a výtěžnost.
FAQ
Otázka: Proč je feromangan s vysokým obsahem uhlíku popisován jako deoxidátor?
Mangan se totiž spojuje s rozpuštěným kyslíkem za vzniku oxidu manganu, který se dostává do kapalné strusky, kterou lze odplavit. Používá se společně s křemíkem nebo hliníkem, takže struska je dostatečně tekutá, aby se dala snadno odstranit.
Otázka: Kdy by měl být přidán do pece?
Po silnějších dezoxidantech, ne dříve. Mangan přidaný do lázně bohaté na kyslík-se z velké části spotřebovává jako oxid a ke konečnému obsahu manganu přispívá jen málo.
Otázka: Může feromangan s vysokým obsahem uhlíku opravit specifikaci uhlíku?
Ano, v třídách, kde je uhlík legujícím prvkem. Příspěvek uhlíku je řízen hmotností vsázky a načasováním přidávání, protože časné přidání ztrácí více uhlíku oxidací.
Otázka: Které druhy nemohou používat nosič s vysokým obsahem uhlíku?
Třídy s velmi nízkými limity uhlíku. Tato tepla potřebují rafinovaný feromangan nebo kovový mangan, vybraný podle maximálního uhlíku, který může teplo přijmout.
Otázka: Co omezuje regeneraci manganu?
Kyslík v lázni v okamžiku přidání, zásaditost strusky, viskozita strusky a teplota odpichu. Výtěžnost by měla být potvrzena analýzou spíše než předpokládaná.
Otázka: Záleží na velikosti zlomku?
Ano. Jemný materiál se rychle rozpouští, ale snadno se ztrácí ve strusce nebo v prachu, zatímco velmi hrubé hrudky se rozpouštějí pomalu a hrozí, že při odpichu zůstanou nerozpuštěné.
