Ферромарганец

 

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.

Свойства марганца

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.

Марганец — десульфуратор. С серой, растворенной в же¬лезе и расплавах Fe-С, марганец образует термодинамически прочный сульфид, который имеет малую растворимость в же¬лезе и его сплавах, поэтому марганец применяется в виде марганцевых концентратов в составе шихты для выплавки чу¬гуна с пониженным содержанием серы.

Марганец — легирующий элемент. В промышленных нелегированных сталях содержится 0,4-0,8 % Мn, в высоколегированных — до 12-16 % и даже до 25-30 %, в чугунах от 4 до 17 %. Поэтому в строительстве магистральных газопроводов разработаны и выплавляются в большом объеме высокопрочные низколегированные стали с марганцем, молибденом и другими элементами.

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%.