فرومنگنز پرکربن

فرومنگنز پر کربن چیست؟

فرومنگنز چیست؟

فرومنگنز نوعی از آلیاژهای فلزی با ترکیبی از منگنز، آهن، کربن و فسفر است. در این آلیاژ بطور متوسط 65 تا 95 درصد منگنز وجود دارد. فرومنگنز غالبا" به صورت کلوخه های نقره ای رنگ تولید می شود. ابعاد این کلوخه ها بسته به مورد استفاده در صنعت می­تواند متفاوت باشد.

منگنز موجود در فرومنگنز از گروه فلزی بوده و دارای عدد اتمی 25 در جدول تناوبی عناصر می باشد. این عنصر در صنعت برای مواردی همچون صنایع متالورژی، فولاد سازی، شیمی، الکترونیک، ساخت سرامیک ها، و تولید لاک های رنگی مورد استفاده قرار می­گیرد.

بیشترین مصرف منگنز صنعتی به صورت فرومنگنز پر کربن برای تولید آلیاژ های فولاد و چدن در صنایع فولادسازی می باشد.

برای تهیه فرومنگنز می باید مخلوطی از اکسید منگنز(MnO2) و اکسید آهن (Fe2O3) را همراه مقادیری کربن در حالت زغال سنگ یا کک در یک کوره بلند حرارت داد. کوره های مورد استفاده برای تهیه فرومنگنز باید یکی از مدل های کوره بلند و یا کوره قوس الکتریکی غوطه ور باشد.

فرومنگنز به عنوان یک ماده احیاگر و تمیز کننده در صنایع فولاد سازی مورد استفاده قرار می­گیرد. در واقع فرومنگنز قادر است با اکسیژن موجود در اکسید آهن ترکیب شده و عمل اکسیداسیون را انجام دهد. همچنین منگنز می­تواند با گوگرد مخلوط در آهن مذاب نیز ترکیب شده و به سولفات منیزیم MnS تبدیل گردد.

با افزودن فرومنگنز پر کربن به آهن مذاب در کوره ذوب، اکسید آهن، گوگرد و ناخالصی­­های دیگر همگی با منگنز ترکیب شده و به صورت سرباره بر روی مذاب ظاهر می­شوند. بدین ترتیب و با تخلیه و جداسازی سرباره از فولاد مذاب خلوص فولاد تولیدی بیشتر شده و کیفیت آن نیز بالاتر خواهد رفت.

 خصوصیات ظاهری و فیزیکی فرومنگنز پر کربن به صورت زیر است:

• فرومنگنز پر کربن به صورت فلزی بوده و با رنگ نقره ای و به شکل جامد است.
• این ماده تا وقتی خشک باشد بدون بو خواهد بود.
• شکل ظاهری آن به صورت کلوخی است و در صنایع مختلف نیز اندازه های متفاوتی از آن استفاده می گردد.
• این ماده فاقد آلودگی است.
• در حالت اصلی رنگ آن کاملا نقره ای براق است اما بعد از مدتی نگهداری در انبار با اکسیده شدن لایه سطحی رنگ فرومنگنز پر کربن کمی کدر و تیره می گردد.
• چگالی فرومنگنز پر کربن د حدود 7.3 الی 7.4 می باشد.
• نقطه ذوب آن بستگی به خلوص و مواد درونی می تواند در حدود 1050 الی 1260 درجه سلسیوس باشد.
• فرومنگنز پر کربن یک ماده غیر محلول در آب است و قابلیت اشتعال نیز ندارد.

تاثیر استفاده فرومنگنز پر کربن در فولاد سازی چیست:

با وارد کردن مقادیری فرومنگنز پر کربن به کوره ذوب آهن میتوانیم خواص زیر را به فولاد تولیدی بدهیم. این عمل در واقع باعث اصلاح ساختار پیوند های آهن-کربن در آلیاژهای فولاد تولیدی می گردد. مهمترین خواص حاصل از استفاده فرومنگنز در فولاد سازی عبارتند از:

• بهبود استحکام کششی فولاد تولید شده: با اضافه کردن هر 3 درصد کربن بیشتر توسط فرومنگنز پر کربن به فولاد مذاب استحکام کششی آن 10 کیلوگرم افزایش خواهد یافت.
• کارپذیری یا تراش پذیری فولاد با ترکیب فرومنگنز پر کربن بیشتر می گردد.
• چقرمگی یا سختی فولاد تولیدی بیشتر می شود.
• فولادی که توسط افزودن فرومنگنز پر کربن تولید شده است مقاومتی به مراتب بیشتر در برابر سایش خواهد داشت.

ویژگی های ساختاری و ظاهری انواع فرومنگنز مورد استفاده در صنایع چگونه است:

فرومنگنز  بسته به اینکه برای چه هدفی تولید شود می توانند دارای ساختاری متفاوت باشد. به طور کلی بیشترین شکل استفاده در صنعت از فرومنگنز پر کربن است.

 فرومنگنز ها در سه شکل و ساختار زیر تولید می گردند. هر کدام از این ساختارهای فرومنگنز دارایی ویژگی خاصی بوده و با هدفی مشخص در صنعت مورد استفاده قرار می­گیرند.

• فرومنگنز پر کربن (HC Fe-Mn): فرومنگنز پر کربن پر مصرف ترین فروآلیاژ در صنعت تولید فولاد می­باشد. استفاده از فرومنگنز پر کربن باعث میگردد که فولاد تولیدی قابلیت تراش پذیری مطلوبی پیدا نماید. آنالیز فرومنگنز پر کربن برای استفاده در فولادسازی به صورت 79 درصد منگنز، 8 درصد کربن، 2 درید سیلیسیم، 0.3 درصد فسفر و 0.25 درصد گوگرد می­باشد.
• فرومنگنز متوسط کربن (MC Fe-Mn): در درون این نوع از فرومنگنز بین 5.1 تا حداکثر 8 درصد کربن وجود دارد. از فرومنگنز متوسط کربن بیشتر در صنایع الکترود سازی استفاده می گردد. برای تولید این نوع از فرومنگنز از روش کربن زدایی سنگ معدن های منگنز استفاده می­ شود.
• فرومنگنز کم کربن (LC Fe-Mn): از فرومنگنز کم کربن برای کنترل تولید فولادهای با میزان کمتر از کربن در درون خود بهره برداری می­گردد.
  
  

دسته بندی فوق برای تولید آلیاژ های خاصی از فرومنگنز در تهیه انواع متفاوت فولاد می باشد. تهیه این آلیاژهای منگنز توسط واکنش تصفیه اکسیژنی فرومنگنز پر کربن به کمک سیلیکوترمی انجام می­گردد. سیلیکوترمی شامل واکنشی بین سیلیسیم در آلیاژ SiMn خام و سنگ معدن منگنز می­باشد. که در نهایت نتیجه انجام این فرایند موجب تولید یکی از سه حالت فرومنگنز بالا می گردد.

ورود مقادیر مختلف کربن به درون آلیاژ فولاد باعث تولید فولاد هایی با خواص متفاوت می­شود. به همین جهت در بعضی مواقع بجای فرومنگنز پر کربن بهتر است که از آلیاژهای فرومنگنز با کربن کم یا متوسط استفاده گردد زیرا پس از مخلوط کردن فرومنگنز پر کربن به آهن مذاب دیگر نمی­توان اثرات آن را اصلاح نمود.

در ساخت آلیاژهای مختلف فولادی محاسبات دقیقی برای مخلوط کردن فرومنگنز پر کربن در آهن مذاب باید انجام بگیرد. این عمل توسط مهندسین خبره و کارآزموده انجام می­شود.

تاریخچه تولید و استفاده از فرومنگنز در صنعت:

صنعتگران از خیلی وقت قبل می­دانستند که افزودن منگنز به ماده مذاب آهن، موجب تولید فولاد با کیفیت بهتر خواهد شد. اولین بار در سال 1856 رابرت فاستر موشت متوجه شد که برای بهبود کیفیت فولاد استفاده از فرومنگنز بسیار با اهمیت است. فولاد تولیدی با کمک فرومنگنز توانایی بسیار بهتری برای انجام عملیات آهنگری و نورد پیدا می­کرد. بدین ترتیب ساخت قطعات بیشتری از فولاد در صنعت ممکن گردید.

سپس در سال 1860 هنری بسمر با معرفی فرومنگنز پر کربن و انواع دیگر با غلظت های متفاوت کربن در آنها نشان داد که می­توان فولاد های با خواص مختلف تولید نمود. این روش به افتخار او به روش بسمر در صنعت معروف است.

در سال 1872 لامبرت فون پانتز توانست فرومنگنز پر کربن را در کوره های بلند و در ابعاد و مقادیر صنعتی تولید نماید. بدین ترتیب فروآلیاژ منگنز جایگزین مناسب و ارزان تری برای بقیه فروآلیاژ ها گردید.

در ایران سنگ معدنی منگنز استخراج می­گردد اما میزان سیلیسیم موجود در آن تا حدود 25 درصد است و این خیلی بیشتر از مقدار مجاز حداکثر 8 درصدی قابل استفاده در صنعت ساخت فرومنگنز ها می­باشد. به همین علت بیشتر فرومنگنز پر کربن مورد نیاز صنایع داخلی از کشور های مانند هند و چین و دیگر کشورهای تولید کننده وارد بازار ایران می­گردد.

گروه صنعتی پارس خورشید در کنار دیگر وارد کنندگان مواد اولیه مورد نیاز در صنعت فولادسازی و ریخته گری سعی در تامین نیاز کارخانه های تولیدی با ارائه بهترین قیمت فرومنگنز پرکربن نموده است. مصرف کنندگان در هنگام خرید فرومنگنز ها می توانند با آنالیز فرومنگنز پر کربن ارائه شده توسط این گروه صنعتی از کیفیت بالای آن اطمینان لازم را کسب نمایند. گروه صنعتی پارس خورشید سعی نموده است تا بهترین شرایط را برای خرید فرومنگنز پر کربن ارائه نماید تا رضایت مصرف کنندگان را فراهم نماید.