Које функције има ингот метала мангана у производњи челика?

Инготи мангананаправљени су од-мангана високе чистоће (Мн) као основне компоненте:

 Распон композиције: Мн веће или једнако 95% (класа Мн95), Мн веће или једнако 97% (класа Мн97), Мн веће или једнако 99% (класа Мн99), нечистоће Ц Мање или једнако 0,1%, С Мање или једнако 0,05%, П Мање или једнако 0,04%, Фе мање или једнако 2,0%;

 Физичка својства:Тачка топљења 1244 степена, густина 7,43 г/цм³, сребрно-сиве грудвице (10-50 мм), релативно крхке на собној температури, веома хемијски активне на високим температурама, са редукцијом после калцијума, алуминијума и силицијума;

 Основне предности:Снажан синергистички ефекат у деоксидацији и десулфуризацији, висока ефикасност легирања, цена 30%-40% нижа од силицијумских-калцијумових легура, погодна за производњу челика великих размера.

(1) Функција деоксидације: блага редукција и оптимизација укључивања

Метални инготи мангана се обично користе као "благи деоксидатор" у производњи челика, избегавајући прекомерну деоксидацију која би могла да изазове кључање растопљеног челика, док се истовремено оптимизује морфологија инклузија:

Основни механизам реакције:

Мн + ФеО → МнО + Фе (спонтана реакција у растопљеном челику на 1500-1600 степени). Настали МнО има мању густину од растопљеног челика и лако се плута и уклања са шљаком; штавише, МнО може да формира композитну шљаку ниске-тачке топљења (тачка топљења 1200-1300 степени) са СиО₂ и Ал2О₃, додатно побољшавајући ефикасност уклањања производа деоксидације;

Квантитативни ефекат деоксидације:

Додавање 0,2%-0,5% (класа Мн97) може смањити садржај кисеоника у истопљеном челику са 80-100ппм на 40-60ппм, постижући ефикасност деоксидације од ... 37.5%-50%;

Компаративне предности:

Слабија редукциона снага од алуминијума и силицијума, спречава насилно кључање растопљеног челика, док повећава ефикасност деоксидације силицијума и алуминијума за 10%-15%, избегавајући агрегацију инклузије узроковану употребом само силицијума и алуминијума;

(2) Функција одсумпоравања: Стабилно одсумпоравање и сузбијање вруће ломљивости

Металне грудвице мангана смањују садржај сумпора у челику формирајући стабилна једињења са сумпором, избегавајући дефекте вруће ломљивости:

Основни механизам реакције:

Мн + ФеС → МнС + Фе, генерисани МнС има тачку топљења од 1610 степени и растворљивост од само 0,0003% (у истопљеном челику), скоро нерастворљив у истопљеном челику, лако плута до шљаке ради уклањања;

Квантитативни ефекат одсумпоравања:

Додавање 0,3%-0,8% (класа Мн97) може смањити садржај сумпора у истопљеном челику са 0,05%-0,08% на 0,02%-0,03%, постижући стопу одсумпоравања од ... 40%-75%; Основна вредност: Ефикасно потискује врућу ломљивост челика, смањујући стопу пуцања током вруће обраде (ваљање, ковање) са 1,2% на 0,3% и побољшавајући пластичност обраде;

Синергистичке предности:

Када се користи у комбинацији салегуре калцијума и силицијума, стопа одсумпоравања може да се повећа на преко 80%, испуњавајући захтеве производње челика са мало{1}}сумпора (С мање од или једнако 0,01%).

(3) Функција легирања: побољшање перформанси и оптимизација микроструктуре

Мандац је један од најважнијих легирајућих елемената у производњи челика. Кроз ојачавање чврстим раствором и пречишћавање микроструктуре, свеобухватно побољшава механичка својства челика:

 Основни механизам за јачање:

Јачање чврстог раствора:Атоми мангана се интегришу у феритне и перлитне решетке, узрокујући изобличење решетке, ометајући кретање дислокација и побољшавајући чврстоћу и тврдоћу челика;

Пречишћавање микроструктуре:Манган снижава температуру фазне трансформације челика, рафинише зрна перлита и побољшава жилавост и отпорност на хабање челика;

 Квантитативно побољшање перформанси:

Нисколегирани конструкциони челик (К355):Додавање 0,8%-1,7% ингота мангана класе Мн97 повећава затезну чврстоћу са 345МПа на 410-450МПа, границу течења се повећава за 20%-30%, а ударну жилавост (-20 степени) већу од или једнаку 60Ј/цм²;

Челик{0}}отпоран на хабање (НМ450):Додавање 1,5%-2,0% ингота мангана, у комбинацији са угљеничним елементима да би се формирао Мн₃Ц Тврда фаза повећава тврдоћу челика (ХРЦ) са 25 на 45-50 и побољшава отпорност на хабање за 40%-60%.

Опружни челик (60Си2Мн):Додавање ингота мангана од 0,7%-1,0% побољшава очвршћавање челика и границу еластичности, повећавајући век трајања замора за 30%-50%.

 Производња челика ниске{0}}легиране високе{1}}врсте

Одговарајуће класе челика:К355, К420, К690, итд., који чине више од 40% укупне примене ингота мангана;

Компатибилност процеса:Додато у каснијој фази производње челика за конвертор/електричне пећи (облик блока 10-50 мм), количина додатка 0,5%-1,7%, стопа искоришћења мангана 90%-95%;

 Производња{0}}челика отпорног на хабање и челика за инжењерске машине

Одговарајуће класе челика:НМ360, НМ450, 15МнВН, итд.;
Квантитативни параметри:Додајте 1,0%-2,0% инготе мангана класе Мн97, затезна чврстоћа челика је већа или једнака 1000МПа, а отпорност на хабање испуњава захтеве инжењерских машина (зуби кашике багера, облоге дробилице);

 Производња опружног челика и челика за лежајеве

Одговарајуће класе челика:60Си2Мн, 50ЦрВА, ГЦр15 =итд;

Основни захтеви:Мн99 високо{1}}инготи металног мангана (нечистоће Ц мање од или једнаке 0,05%, П мање од или једнако 0,03%) морају бити одабране да би се избегле нечистоће које утичу на еластичност и век трајања челика;

Квантитативни ефекат:Додавање производа од 0,7%-1,2% Мн99, граница еластичности опружног челика већа од или једнака 1200МПа, и век замора при контакту челика лежаја већи или једнак 10⁷ пута;

 Унапређење производње обичног угљеничног челика

Одговарајуће класе челика:К235, К255, итд.;

Вредност апликације:Додавање 0,2%-0,5% ингота металног мангана класе Мн95 може повећати затезну чврстоћу обичног угљеничног челика са 235МПа на 270-290МПа, испуњавајући захтеве чврстоће грађевинских и механичких структурних компоненти;

(1) Табела квалитета језгра и прилагођавања примене

(2) Принцип избора језгра

Приоритет перформанси: Висок-челик (челик за опруге, челик за лежајеве) Мн99 обезбеђује високу чистоћу и мало нечистоћа;
Биланс трошкова: Мн97 класа је одабрана за обичан челик и нисколегирани челик како би се уравнотежиле перформансе и трошкови;
Приоритет трошкова: Мн95 класа је изабрана за ниске-захтеве угљеничног челика за контролу трошкова сировина;