Jaké funkce má kovový ingot manganu při výrobě oceli?

Manganové ingotyjsou vyrobeny z vysoce čistého manganu (Mn) jako základní složky:

 Rozsah složení: Mn Větší nebo rovno 95 % (stupeň Mn95), Mn Větší nebo rovno 97 % (stupeň Mn97), Mn větší nebo rovno 99 % (stupeň Mn99), nečistoty C menší nebo rovno 0,1 %, S menší nebo rovno 0,05 %, P menší nebo rovno 0,04 %, Fe menší nebo rovné 2,0 %;

 Fyzikální vlastnosti:Bod tání 1244 stupňů, hustota 7,43 g/cm³, stříbřitě-šedé hrudky (10–50 mm), relativně křehké při pokojové teplotě, vysoce chemicky aktivní při vysokých teplotách, se sníženou energií na druhém místě po vápníku, hliníku a křemíku;

 Hlavní výhody:Silný synergický efekt při dezoxidaci a odsiřování, vysoká legovací účinnost, cena o 30 %-40 % nižší než u křemíkových-slitin vápníku, vhodné pro velkovýrobu oceli.

(1) Deoxidační funkce: Mírná redukce a optimalizace inkluze

Manganové kovové ingoty se běžně používají jako „mírný dezoxidátor“ při výrobě oceli, zabraňují nadměrné deoxidaci, která by mohla způsobit var roztavené oceli, a současně optimalizují morfologii vměstků:

Základní mechanismus reakce:

Mn + FeO → MnO + Fe (spontánní reakce v roztavené oceli při 1500-1600 stupních ). Generovaný MnO má nižší hustotu než roztavená ocel a snadno se nadnáší a odstraňuje se struskou; dále MnO může tvořit kompozitní strusku s nízkou teplotou tání (bod tání 1200-1300 stupňů) se Si02 a Al203, což dále zlepšuje účinnost odstraňování produktů dezoxidace;

Kvantitativní deoxidační účinek:

Přidání 0,2 %-0,5 % (třída Mn97) může snížit obsah kyslíku v roztavené oceli z 80-100 ppm na 40-60 ppm, čímž se dosáhne účinnosti dezoxidace ... 37.5 %-50 %;

Komparativní výhody:

Slabší redukční výkon než hliník a křemík, zabraňuje prudkému varu roztavené oceli a zároveň zvyšuje účinnost dezoxidace křemíku a hliníku o 10%-15%, zabraňuje agregaci inkluzí způsobené použitím samotného křemíku a hliníku;

(2) Funkce odsíření: Stabilní odsíření a potlačení křehkosti za tepla

Kusy manganového kovu snižují obsah síry v oceli vytvářením stabilních sloučenin se sírou, čímž se zamezuje poruchám křehkosti za tepla:

Základní mechanismus reakce:

Mn + FeS → MnS + Fe, generovaný MnS má teplotu tání 1610 stupňů a rozpustnost pouze 0,0003 % (v roztavené oceli), téměř nerozpustný v roztavené oceli, snadno se vznáší na strusku pro odstranění;

Kvantitativní odsiřovací efekt:

Přidání 0,3 %-0,8 % (třída Mn97) může snížit obsah síry v roztavené oceli z 0,05 %-0,08 % na 0,02 %-0,03 % a dosáhnout míry odsíření ... 40 %-75 %; Základní hodnota: Účinně potlačuje křehkost oceli za tepla, snižuje rychlost praskání během zpracování za tepla (válcování, kování) z 1,2 % na 0,3 % a zlepšuje plasticitu zpracování;

Synergické výhody:

Při použití ve spojení sslitiny vápníku a křemíkulze rychlost odsíření zvýšit na více než 80 %, což splňuje požadavky na výrobu oceli s nízkým -sirným obsahem (S Menší nebo rovno 0,01 %).

(3) Legovací funkce: Zlepšení výkonu a optimalizace mikrostruktury

Mandac je jedním z nejdůležitějších legujících prvků při výrobě oceli. Prostřednictvím zpevnění tuhého roztoku a zjemnění mikrostruktury komplexně zlepšuje mechanické vlastnosti oceli:

 Mechanismus posílení jádra:

Pevné posílení řešení:Atomy manganu se integrují do feritových a perlitových mřížek, což způsobuje deformaci mřížky, brání pohybu dislokace a zlepšuje pevnost a tvrdost oceli;

Upřesnění mikrostruktury:Mangan snižuje teplotu fázové transformace oceli, zjemňuje perlitová zrna a zlepšuje houževnatost a odolnost oceli proti opotřebení;

 Kvantitativní zlepšení výkonu:

Nízkolegovaná konstrukční ocel (Q355):Přidání 0,8 %-1,7 % manganových ingotů třídy Mn97 zvyšuje pevnost v tahu z 345 MPa na 410-450 MPa, mez kluzu se zvyšuje o 20 %-30 % a rázovou houževnatost (-20 stupňů) větší nebo rovnou 60 J/cm²;

Ocel odolná proti opotřebení- (NM450):Přidání 1,5 %-2,0 % manganových ingotů v kombinaci s uhlíkovými prvky za vzniku Mn₃C Tvrdá fáze zvyšuje tvrdost oceli (HRC) z 25 na 45-50 a zlepšuje odolnost proti opotřebení o 40 %-60 %.

Pružinová ocel (60Si2Mn):Přidání 0,7%-1,0% ingotů manganu zlepšuje prokalitelnost oceli a mez pružnosti a zvyšuje únavovou životnost o 30%-50%.

 Výroba nízko-legované vysokopevnostní-oceli

Vhodné třídy oceli:Q355, Q420, Q690 atd., které představují více než 40 % celkové aplikace manganových ingotů;

Kompatibilita procesu:Přidáno v pozdější fázi výroby oceli v konvertoru/elektrické peci (tvar bloku 10-50 mm), přidané množství 0,5 %-1,7 %, míra regenerace manganu 90 %-95 %;

 Výroba-otěruvzdorné oceli a oceli pro strojírenské stroje

Vhodné třídy oceli:NM360, NM450, 15MnVN atd.;
Kvantitativní parametry:Přidejte 1,0 %-2,0 % manganových ingotů jakosti Mn97, pevnost v tahu oceli je větší nebo rovna 1000 MPa a odolnost proti opotřebení splňuje požadavky strojírenských strojů (zuby lopaty rypadel, vložky drtičů);

 Výroba pružinové oceli a ložiskové oceli

Vhodné třídy oceli:60Si2Mn, 50CrVA, GCr15 =atd;

Základní požadavky:Ingoty kovového manganu o vysoké čistotě Mn99 (nečistoty C menší nebo rovné 0,05 %, P menší nebo rovné 0,03 %) musí být vybrány, aby se zabránilo nečistotám ovlivňujícím elasticitu a únavovou životnost oceli;

Kvantitativní účinek:Přidání 0,7%-1,2% produktů třídy Mn99, mez pružnosti pružinové oceli větší nebo rovna 1200MPa a kontaktní únavová životnost ložiskové oceli větší nebo rovna 10⁷krát;

 Modernizace výroby běžné uhlíkové oceli

Vhodné třídy oceli:Q235, Q255 atd.;

Hodnota aplikace:Přidání 0,2%-0,5% kovových manganových ingotů jakosti Mn95 může zvýšit pevnost v tahu běžné uhlíkové oceli z 235MPa na 270-290MPa, což splňuje požadavky na pevnost stavebních a mechanických konstrukčních součástí;

(1) Základní třída a tabulka přizpůsobení použití

(2) Princip výběru jádra

Priorita výkonu: Špičková{0}}ocel (pružinová ocel, ložisková ocel) Třída Mn99 zajišťuje vysokou čistotu a nízký obsah nečistot;
Bilance nákladů: Třída Mn97 je vybrána pro běžnou ocel a nízkolegovanou ocel, aby se vyrovnal výkon a náklady;
Priorita nákladů: Třída Mn95 je vybrána pro nízkou-uhlíkovou ocel pro kontrolu nákladů na suroviny;