Funcions i avantatges del ferromanganès d'alt carboni en la fosa de forn elèctric

Per què es carrega ferromanganès d'alt carboni a la fosa de forn elèctric

El ferromanganès d'alt carboni és el portador estàndard de manganès per a la fabricació d'acer de forn elèctric i convertidor sempre que es necessiti manganès en combinació amb carboni. El seu contingut de manganès és alt, el seu contingut de carboni es reté deliberadament del procés de reducció i es fon fàcilment, cosa que el fa convenient per a la desoxidació i l'aliatge en una sola addició. En la pràctica del forn elèctric realitza quatre tasques diferenciades que normalment es volen al mateix temps: elimina l'oxigen, subministra manganès, ajusta la composició de l'aliatge i millora el comportament de fusió de la càrrega.

Desoxidació del Bany d'Acer

El manganès té una afinitat moderada per l'oxigen i, per tant, actua com a desoxidant. Com que l'òxid de manganès és menys estable a les temperatures de fabricació d'acer que els òxids de silici i alumini, el ferromanganès s'utilitza normalment juntament amb silici o alumini en lloc de sol; la combinació produeix una escòria líquida de silicat de manganès que flota fàcilment i es pot eliminar abans de la colada. L'addició de ferromanganès en la fase correcta de la calor, per tant, redueix el contingut d'oxigen dissolt, millora la neteja de l'acer i redueix la quantitat d'òxid retingut a l'escòria.

La seqüenciació és important. Una addició feta abans dels desoxidants més forts es desaprofita en gran mesura, perquè el manganès que entra en un bany ric-oxigen es consumeix com a òxid i no aporta res a l'especificació final de manganès. Afegir-lo després de silici i alumini dóna una recuperació molt més alta i una anàlisi més previsible.

Subministrament de manganès i fixació de l'especificació d'aliatge

El manganès s'especifica en gairebé tots els acers{0}}estructurals i de recipients a pressió, normalment entre un 0,30% i un 1,60% segons la qualitat, i és l'element d'aliatge essencial dels acers al manganès. El ferromanganès d'alt carboni subministra aquest manganès a partir d'una única càrrega densa i es dissol sense els punts freds que poden acompanyar les addicions lleugeres de ferralla. La recuperació depèn del contingut d'oxigen del bany en el moment de l'addició, de la basicitat de l'escòria i de la temperatura d'aixeta; ja que no es pot suposar, el contingut final de manganès s'ha de confirmar mitjançant l'anàlisi del bany i corregir-lo abans de tocar.

Ajust de l'equilibri de carboni, manganès i ferro

Com que el ferromanganès d'alt carboni transporta carboni, també és una manera convenient d'assolir una especificació de carboni en graus on el carboni és un element d'aliatge en lloc d'una impuresa. L'efecte s'ajusta per la quantitat carregada i pel moment de la càrrega: una addició de manganès feta a principis de la calor perd més carboni a l'oxidació, mentre que una addició tardana en conserva més. Així, l'operador pot ajustar de manera flexible els continguts de ferro, manganès i carboni per adaptar-se a diferents receptes d'aliatge del mateix forn i, sovint, pot evitar comprar un transportador de baix-carboni separat.

El límit és que el ferromanganès d'alt carboni no es pot utilitzar quan l'especificació de carboni és molt baixa. Per a aquests graus, es requereix un metall refinat de ferromanganès o manganès, i l'elecció del transportador depèn del màxim de carboni que la calor pot acceptar després de permetre el carboni recollit de ferralla, elèctrodes i escòries.

Millora de la fusió i l'eficiència de la fosa

Les addicions de ferromanganès també milloren el comportament de fusió de la càrrega. El seu punt de fusió és sensiblement inferior al del manganès pur o de les barreges d'òxids de manganès-de ferro, i la seva presència augmenta la fluïdesa del bany, ajudant a dissoldre la càrrega i afavorir la separació de metalls-escòries. El resultat pràctic és un temps de refinament més curt, menys risc d'addicions no dissoltes que es transportin al motlle i temperatures més consistents. La basicitat de l'escòria s'ha de mantenir en el rang que manté l'escòria fluida, perquè una escòria massa viscosa reté l'òxid de manganès i disminueix la recuperació de manganès.

Els graus es comenten amb les designacions de manganès i carboni utilitzades a GB/T 3795 per al ferromanganès. Els lots comercials s'han de contrastar amb el certificat del proveïdor, perquè el silici, el fòsfor i la mida de la fracció varien entre els productors i tots tres influeixen en la dissolució i la recuperació.

Preguntes freqüents

P: Per què es descriu el ferromanganès alt en carboni com a desoxidant?
Perquè el manganès es combina amb l'oxigen dissolt per formar òxid de manganès, que entra en una escòria líquida que es pot flotar. S'utilitza juntament amb silici o alumini perquè l'escòria sigui prou fluida per eliminar-la fàcilment.

P: Quan s'ha d'afegir al forn?
Després dels desoxidants més forts, no abans. El manganès afegit a un bany-ric en oxigen es consumeix en gran part com a òxid i contribueix poc al contingut final de manganès.

P: El ferromanganès d'alt carboni pot arreglar l'especificació del carboni?
Sí, en graus on el carboni és un element d'aliatge. La contribució de carboni està controlada pel pes de la càrrega i pel moment de l'addició, ja que una addició primerenca perd més carboni per oxidació.

P: Quins graus no poden utilitzar un portador d'alt carboni?
Graus amb límits de carboni molt baixos. Aquestes calors necessiten ferromanganès o metall de manganès refinat, escollit segons el màxim de carboni que la calor pot acceptar.

P: Què limita la recuperació de manganès?
Oxigen del bany en el moment de l'addició, basicitat de l'escòria, viscositat de l'escòria i temperatura de presa. La recuperació s'ha de confirmar per anàlisi en lloc d'assumir.

P: La mida de la fracció importa?
Sí. El material fi es dissol ràpidament, però es perd fàcilment a l'escòria o a la pols, mentre que els grumolls molt gruixuts es dissolen lentament i corren el risc de romandre sense dissoldre's en tocar.