فرومنگنز

فرومنگنز چه روزهایی را از سرگذرانده است؟

در سال 1856، رابرت فارستر موشت "منگنز را برای بهبود توانایی فولاد تولید شده توسط فرآیند بسمر در مقاومت در برابر نورد و آهنگری در دماهای بالا استفاده کرد."

در سال 1860، هنری بسمر استفاده از فرومنگنز را به عنوان روشی برای معرفی منگنز در نسبت های کنترل شده در طول تولید فولاد اختراع کرد. مزیت ترکیب پودر اکسید آهن و اکسید منگنز با هم، نقطه ذوب پایین‌تر آلیاژ ترکیبی در مقایسه با اکسید منگنز خالص است.

در سال 1872، لامبرت فون پانتز، فرومنگنز را در کوره بلند تولید کرد، با محتوای منگنز قابل توجهی بالاتر از آنچه قبلا ممکن بود (37٪ به جای 12٪ قبلی). این شرکت او را به رسمیت شناخت، از جمله مدال طلا در نمایشگاه جهانی 1873 در وین و گواهی جایزه در نمایشگاه صدمین سالگرد 1876 در پنسیلوانیا.

در مقاله ای در سال 1876، MF Gautier توضیح داد که اکسید مغناطیسی باید با افزودن منگنز (سپس به شکل آهن اسپیگل) از بین برود تا برای نورد مناسب باشد.

فرومنگنز چیست؟

فرومنگنز آلیاژی از آهن و منگنز است که شامل حدود 80 درصد منگنز می­باشد. فرومنگنز عموما جهت مقابله با اثرات بد سولفور مورد استفاده قرار میگیرد. این فروآلیاژ همچنین به عنوان اکسیژن زدا عمل کرده و با سولفور ترکیب می­شود که منجر به بهبود ویژگی­ های محصول می­شود. فرومنگنز همچنین ویژگی­های متالورژی شامل افزایش مقاومت و سختی را به محصول اضافه می­کند. از این محصول عموما در تولید فولاد و تا حدی در تولید آلیاژ فلز استفاده می­­شود.

این فروآلیاژ بر اساس درصد کربن به سه گروه کم کربن، متوسط کربن و پرکربن تقسیم میشود. جهت مصارف عمومی  و برای تولید محصولات با عدم حساسیت  به افزایش کربن از فرومنگنز پر کربن و در فولاد های آلیاژی مورد مصرف در منابع حساس و فولاد هایی که مورد فرآیند جوشکاری قرار خواهند گرفت، از فرومنگنز متوسط کربن و کم کربن استفاده می شود.

ویژگی‌ها و شکل ظاهری فرومنگنز

برای تشخیص یک فرومنگنز خوب و با کیفیت باید با ویژگی های ساختاری و ظاهری این ماده آشنایی کامل داشت. صاحبان صنایعی که در آن ها از این ماده استفاده می شود، شناخت دقیقی از ویژگی های این محصول دارند:

• شکل ظاهری فرومنگنز شباهت بسیاری به کلوخ دارد.
• این محصول فاقد از آخال های غیرفلزی و آلودگی های بیرونی است.
• نقطه ذوب این محصول بسته به گرید آن از 1050 تا 1260 درجه متغیر است.
• فاقد هرگونه بو و رطوبتی است.
• قبل از اکسید شدن دارای رنگ نقره ای و سطحی فلزی است، اما زمانی که در معرض هوا قرار می گیرد اکسید شده و رنگ آن تیره می شود.
• چگالی حجمی این محصول، 4 تن بر متر مکعب است.
• فاقد قابلیت انحلال در آب است.
• فاقد قابلیت اشتعال است.
• واکنش پذیری بسیار ضعیفی دارد و در صورت تماس با سایر مواد واکنش نمی دهد.
• جامد است و به صورت ریز و الک شده در بازار وجود دارد.

انواع مختلف فرومنگنز

منگنز نیز به صورت فروآلیاژ به مذاب اضافه می شود. این فروآلیاژها با توجه به میزان کربن به سه گرید اصلی پر کربن، متوسط کربن و کم کربن تقسیم می شوند.  در مواقعی که فولاد باید در محدوده پایین کربن باشد، باید از فرومنگنز های کم کرین استفاده شود

• فرومنگنز کم کربن

به طور کلی ، منگنز به عنوان یکی از 5 عنصر آلیاژی آهنی است . به ازای هر 3 درصد منگنز استحکام کشش فولاد را  10 کیلوگرم افزایش می دهد .

بعد از اضافه کردن فرو آلیاژ ها نمی شود درصد کربن را تغییر یا کاهش داد و باید اندازه کربن کنترل شود از فرومنگنز کم کربن یا کربن متوسط استفاده می شود .

روش تولید این فرومنگنز ها به صورت فرآیند کربن زدایی ، سنگ معدن های منگنز و .. است .

• فرومنگنز متوسط کربن

نوع متوسط کربن عموما بین 0/8 درصد تا 1/5 درصد میزان کربن آن می باشد.این محصول عموما در صنایع الکترودسازی کاربرد دارد و در انواع مش بندی مختلف دانه بندی می شود

• فرومنگنز پر کربن

از پر مصرف ترین فرو آلیاژ ها در صنعت تولید فولاد به حساب می آید از ویژگی های فرومنگنز پر کربن می توان به محصولات با کیفیت عالی ، قیمت های رقابتی ، قابلیت اعتماد و دوام بسیار بالا اشاره کرد .

فرومنگنز پرکربن باعث خوش تراشی قطعات می شود ؛ بنابراین در قطعات خوش تراش باید حتما از فرو منگنز پرکربن  استفاده کرد .

تر کیبات فرو منگنز پر کربن شامل : 79 درصد منگنز ، 2 درصد سیلیسیم ، 8 درصد کربن ، 0.3 درصد فسفر ، 0.25 درصد گوگرد^[۱]

فرومنگنز چگونه تولید می‌شود؟

تولید فرومنگنز در کوره های قوس الکتریکی یا کوره های بلند انجام می شود که با اضافه شدن سنگ اکسید منگنز، کک، دولومیت، آهک و کوارتز به آن فرآیند تولید فرومنگنز شروع می شود.

سنگ منگنز استفاده شده در این پروسه دارای 40% منگنز است و با اضافه شدن کک و سرباره سازها مانند آهک در دمای 1200 تا 1400 درجه سانتی گراد واکنش احیای منگنز توسط کک انجام می شود.

برای تولید فرومنگنز سنگ معدنی با میزان سیلیس حداکثر 7 تا 8 درصد مورد نیاز است. در صورتی که سیلیس موجود در سنگ منگنز استخراجی از معادن سنگ منگنز ایران، چیزی حدود 23 درصد است و به همین دلیل سنگ منگنز مورد نیاز جهت تولید فرومنگنز عمدتا از آفریقا وارد می شود

فرومنگنز چه کاربردهایی دارد؟

فرومنگنز به عنوان یکی از اجزای آلیاژی است و کاربرد های گوناگون دارد .

• افزایش مقاومت
• افزایش سختی و استحکام
• کاهش شکنندگی
• حرارت فولاد ها          
• پایدار کننده فاز آستنیت
• جلوگیری از اکسیداسیون مذاب
• بالا بردن سختی پذیری فولاد
• استفاده از فرومنگنز برای تولید انواع کود شیمیایی و گیاهی
• استفاده برای تولید لاک های رنگی
• استفاده از آن برای تولید مواد اکسید کننده و ضد عفونی کننده
• بالا بردن کیفیت فولاد و بهبود خواص آن (این عمل با حذف عناصری زائدی مانند گوگرد و اکسیژن صورت می گیرد )
• از فرومنگنزی که دارای کربن با درصد بالا است می توان برای راحت تراشیده شدن قطعات فولادی سخت بهره گرفت.
• استفاده از این فروآلیاژ باعث افزایش سختی چدن می شود.
• منگنز موجود در فرومنگنز، فولاد را استحکام می بخشد و خاصیت شکنندگی آن را کاهش می دهد.
• در فولاد های ضد زنگ، به جای استفاده از نیکل که عنصری بسیار گران است، از منگنز استفاده می شود.

فرومنگنز و میزان مصرفش در جهان

میزان مصرف جهانی منگنز موجود در فرو آلیاژها و به عنوان فلز در سال ۱۹۹۸ برابر ۵ تن میلیون بوده است. تقاضا برای منگنز در تولید آهن و فولاد در حدود ۸۸ درصد کل تقاضا را تشکیل می‌دهد که برابر ۴/۴ میلیون تن در سال است.
فولاد خام، محصول پایه ای است که انواع فولادهای کربن دار، ضد زنگ و آلیاژ کم مقاومت از آن تولید می‌شود. منگنز در اکثر فولادها حضور دارد. و مقدار آن معمولا در حدود ۱% وزنی است. در فولادهای ضد زنگ درصد منگنز تا ۲ درصد است،‌ با اینوجود در بعضی از انواع خاص فولادها ممکن است تا ۱۹ درصد افزایش یابد. برآورد میزان واقعی منگنز مورد نیاز در صنعت فولاد به دلیل گستردگی انواع و متغیر بودن میزان منگنز مصرفی در هر نوع خاص فولاد مشکل است. با این وجود فولادهای کربن دار با در حدود ۶/۱ درصد منگنز در ترکیب خود،اصلی ترین نوع فولاد و بزرگترین بازار منگنز هستند در حدود ۹۵ – ۹۰% از تولید جهانی ماده معدنی منگنز در صنایع متالوژیکی تولید فولادی معمولی، ریخته گری ها و ساخت فرو آلیاژهای مختلف به کار می رود و عرضه و تقاضای این فلز نیز به عرضه و تقاضای فولاد و فروآلیاژ بستگی زیادی دارد.
اگر چه منگنز ارزان ترین فلز مورد استفاده در ساخت فروآلیاژها ماسیو، سولفید است، دلایل مهم تری نیز در کاربردهای وسیع آن در صنایع وابسته به آهن و فولاد وجود دارد. در سال ۱۸۵۶ میلادی توسعه فرآیند فولاد سازی سبب رونق اقتصادی منگنز گردید، بعدها رابرت هادفیلد موفق به کشف مزایای فولادهای با محتوای منگنزی بالا شد و امروزه نوعی فولاد با محتوای منگنز بالا فولاد هادفیلد شهرت دارد . منگنز به صورت کانسنگ و یا به صورت فروآلیاژ در فولاد سازی به کار می رود که در این زمینه نقش های عمده منگنز عبارت خواهد بود از منگنز به عنوان احیا کننده و تمیز کننده در فولاد مذاب به منظور حذف گوگرد و بهبود خواص فولاد مورد استفاده قرار می گیرد. به طوری که گوگرد و عناصر مزاحم را به خود جذب نموده و آنها را وارد سرباره می کند.

برای دریافت اطلاعات بیشتر با کارشناسان فروش ما در پارس خورشید در ارتباط باشید:

021-91034000

09921605767