Milyen funkciói vannak a mangán fémöntvénynek az acélgyártásban?

Mangán ingotnagy{0}}tisztaságú mangánból (Mn) mint fő összetevőből készülnek:

 Összetételi tartomány: Mn 95%-nál nagyobb vagy egyenlő (Mn95 fokozat), Mn 97% vagy nagyobb (Mn97 fokozat), Mn Legfeljebb 99% (Mn99 fokozat), C-szennyezők 0,1% vagy annál kisebb, S 0,05% vagy annál kisebb, P 0,04% vagy annál kisebb, Fe 2,0% vagy kevesebb;

 Fizikai tulajdonságok:Olvadáspont 1244 fok, sűrűség 7,43 g/cm³, ezüstös-szürke csomók (10-50 mm), szobahőmérsékleten viszonylag törékenyek, magas hőmérsékleten erősen kémiailag aktívak, a kalcium, az alumínium és a szilícium után csak a második helyen csökkenti a teljesítményt;

 Alapvető előnyei:Erős szinergikus hatás a deoxidációban és kéntelenítésben, magas ötvözési hatékonyság, ára 30%-kal-40%-kal alacsonyabb, mint a szilícium-kalciumötvözeteké, alkalmas nagyüzemi acélgyártásra.

(1) Deoxidációs funkció: Enyhe redukció és zárványoptimalizálás

A mangán fémrúdokat általában "enyhe deoxidálószerként" használják az acélgyártásban, elkerülve a túlzott deoxidációt, amely az olvadt acél forrását okozhatja, ugyanakkor optimalizálják a zárványok morfológiáját:

A reakció fő mechanizmusa:

Mn + FeO → MnO + Fe (spontán reakció olvadt acélban 1500-1600 fokon). A keletkezett MnO kisebb sűrűségű, mint az olvadt acélé, könnyen lebegtethető és a salakkal együtt eltávolítható; továbbá a MnO alacsony -olvadáspontú kompozit salakot képezhet (olvadáspont 1200-1300 fok) SiO2-val és Al2O3-val, tovább javítva a dezoxidációs termékek eltávolítási hatékonyságát;

Kvantitatív deoxidációs hatás:

0,2%-0,5% (Mn97 fokozat) hozzáadásával az olvadt acél oxigéntartalma 80-100 ppm-ről 40-60 ppm-re csökkenthető, így ... 37.5%-50% deoxidációs hatékonyság érhető el;

Összehasonlító előnyök:

Gyengébb redukálóképesség, mint az alumínium és a szilícium, megakadályozza az olvadt acél heves forrását, miközben 10-15%-kal növeli a szilícium és az alumínium dezoxidációs hatékonyságát, elkerüli a szilícium és az alumínium önmagában történő felhasználása által okozott zárvány-aggregációt;

(2) Kénmentesítési funkció: Stabil kéntelenítés és a forró ridegség elnyomása

A mangán fémrögök csökkentik az acél kéntartalmát azáltal, hogy a kénnel stabil vegyületeket képeznek, elkerülve a forró ridegségi hibákat:

A reakció fő mechanizmusa:

Mn + FeS → MnS + Fe, a keletkezett MnS olvadáspontja 1610 fok, oldhatósága mindössze 0,0003% (olvadt acélban), az olvadt acélban szinte oldhatatlan, könnyen lebeg a salakba eltávolítás céljából;

Kvantitatív kéntelenítő hatás:

0,3–0,8% (Mn97 fokozat) hozzáadásával az olvadt acél kéntartalma 0,05–0,08%-ról 0,02–0,03%-ra csökkenthető, így a kéntelenítés mértéke ... 40%-75%; Alapérték: Hatékonyan elnyomja az acél forró ridegségét, 1,2%-ról 0,3%-ra csökkenti a repedési sebességet a forró megmunkálás során (hengerlés, kovácsolás), és javítja a feldolgozási plaszticitást;

Szinergikus előnyök:

Ha együtt használjákkalcium-szilícium ötvözetek, a kéntelenítési arány 80% fölé emelhető, megfelelve az alacsony kéntartalmú acél gyártási követelményeinek (S 0,01% vagy annál kisebb).

(3) Ötvöző funkció: teljesítményfokozás és mikrostruktúra-optimalizálás

A mandac az acélgyártás egyik legfontosabb ötvözőeleme. A szilárd oldat erősítésével és a mikroszerkezet finomításával átfogóan javítja az acél mechanikai tulajdonságait:

 Alap erősítő mechanizmus:

Szilárd megoldás erősítése:A mangánatomok beépülnek a ferrit és perlit rácsokba, ami a rács torzulását okozza, akadályozza a diszlokáció mozgását, és javítja az acél szilárdságát és keménységét;

Mikrostruktúra finomítás:A mangán csökkenti az acél fázisátalakulási hőmérsékletét, finomítja a perlitszemcséket, és javítja az acél szívósságát és kopásállóságát;

 Mennyiségi teljesítményjavítás:

Gyengén ötvözött szerkezeti acél (Q355):0,8-1,7% Mn97 minőségű mangán tuskók hozzáadásával a szakítószilárdság 345 MPa-ról 410-450 MPa-ra nő, a folyáshatár 20-30%-kal nő, és az ütésállóság (-20 fok) nagyobb vagy egyenlő, mint 60 J/cm²;

Kopásálló-acél (NM450):1,5%-2,0% mangán tuskó hozzáadása, szénelemekkel kombinálva Mn3C képzése A kemény fázis 25-ről 45-50-re növeli az acél keménységét (HRC), és 40-60%-kal javítja a kopásállóságát.

Rugóacél (60Si2Mn):0,7%-1,0%-os mangán tuskó hozzáadása javítja az acél edzhetőségét és rugalmassági határát, 30%-50%-kal növelve a kifáradási élettartamot.

 Alacsony-ötvözetű, nagyszilárdságú{1}}acél gyártása

Megfelelő acélminőségek:Q355, Q420, Q690 stb., amelyek a mangán bugák teljes felhasználásának több mint 40%-át teszik ki;

Folyamat kompatibilitás:A konverteres/elektromos kemencés acélgyártás későbbi szakaszában hozzáadva (10-50 mm-es blokk alakú), hozzáadott mennyiség 0,5%-1,7%, mangán visszanyerési arány 90%-95%;

 Kopásálló acél és{0}}acél gyártása mérnöki gépekhez

Megfelelő acélminőségek:NM360, NM450, 15MnVN stb.;
Mennyiségi paraméterek:Adjon hozzá 1,0%-2,0% Mn97 minőségű mangán tömböt, az acél szakítószilárdsága nagyobb vagy egyenlő, mint 1000 MPa, és a kopásállóság megfelel a mérnöki gépek követelményeinek (kotrókanál fogak, törőbetétek);

 Rugóacél és csapágyacél gyártása

Megfelelő acélminőségek:60Si2Mn, 50CrVA, GCr15 =stb;

Alapkövetelmények:Mn99-es tisztaságú, nagy-tisztaságú fémes mangán tömböket (C-szennyeződések legfeljebb 0,05%, P legfeljebb 0,03%) kell kiválasztani, hogy elkerüljék az acél rugalmasságát és kifáradási élettartamát befolyásoló szennyeződéseket;

Mennyiségi hatás:0,7%-1,2% Mn99 minőségű termékek hozzáadásával a rugóacél rugalmassági határa 1200 MPa vagy egyenlő, és a csapágyacél érintkezési kifáradási élettartama 10⁷-szer nagyobb vagy egyenlő;

 A közönséges szénacél gyártásának korszerűsítése

Megfelelő acélminőségek:Q235, Q255 stb.;

Alkalmazás értéke:0,2–0,5% Mn95 minőségű fémes mangán tuskó hozzáadásával a közönséges szénacél szakítószilárdsága 235 MPa-ról 270-290 MPa-ra nőhet, megfelelve az épület- és mechanikai szerkezeti elemek szilárdsági követelményeinek;

(1) Alapminőség és alkalmazási adaptációs táblázat

(2) Az alapkiválasztás elve

Teljesítményprioritás: Kiváló-minőségű acél (rugóacél, csapágyacél) Az Mn99 minőség nagy tisztaságot és alacsony szennyeződést biztosít;
Költségegyensúly: Az Mn97 minőséget a közönséges acélhoz és az gyengén ötvözött acélhoz választották a teljesítmény és a költségek egyensúlya érdekében;
Költségprioritás: az Mn95-ös minőséget az alacsony-igényű szénacélhoz választották a nyersanyagköltségek szabályozása érdekében;