Hvernig ferrómangan dregur úr kostnaði við stálblendi

Af hverju ferrómangan dregur úr kostnaði við stálblendi

Hákolefnisferrómangan vinnur tvö störf í einu í stálframleiðslusleifinni: það bætir eðlisgæði stálsins og það dregur úr kostnaði við málmblönduna sem notaður er til að komast þangað. Einkunnin inniheldur mikið magn af bæði mangani og kolefni, og það er hlaðið sem álblöndu við tapping eða í sleifinni, þar sem það eykur styrk og hörku fullunnar stáls á meðan það heldur niðri kostnaði á hverja einingu af mangani og bætir efnahagslegan árangur af hitanum.

Þessi samsetning er ástæðan fyrir því að ferrómangan með mikið kolefni er áfram sjálfgefin manganviðbót í kolefnis- og lágblendi stálframleiðslu, jafnvel þar sem dýrari hreinsaðar vörur eru fáanlegar. Sparnaðurinn er ekki markaðskrafa; það leiðir beint af efnafræði bekkjarins og hvernig mangan hegðar sér í stáli.

Mangan í stáli: Styrkur, hörku og hertanleiki

Mangan er einn af ódýrustu frumefnum sem geta aukið styrk og hörku stáls. Uppleyst mangan eykur herðni, sem þýðir að tiltekinn hluti getur náð nauðsynlegu styrkleikastigi með lægra kolefnisinnihaldi og mildari kælihraða. Lægra kolefnisinnihald bætir aftur suðuhæfni og hörku við lágan hita, þannig að manganblandan kaupir vélræna eiginleika sem annars myndu krefjast meira kolefnis eða kostnaðarsamari málmblöndunarleiðar.

Í látlausu kolefnis- og lágblendi stáli er mangan einnig frumefnið sem bindur brennisteinsleifar og kemur í veg fyrir að það valdi vandamálum við veltingu. Vegna þess að aukahlutfallið sem þarf til að ná tilteknu styrkleikamarkmiði er lítið, er kostnaður við manganeininguna minniháttar hlutdeild af heildarkostnaði málmblöndunnar, sem er einmitt það sem gerir lágkostnaðar manganburðarefni svo dýrmætt.

Brennisteinsstjórnun og afoxun

Mangan sameinast brennisteini til að mynda mangansúlfíð og þessi viðbrögð eru það sem kemur í veg fyrir að brennistein myndist lágbráðnandi járnsúlfíðfilmur meðfram kornamörkum. Þessar filmur eru klassísk orsök heitsprungna og brúngalla við heitvalsingu, þannig að manganviðbótin verndar uppskeru sem og gæði. Brennisteinsinnfellingarnar sem myndast eru einnig hagstæðari fyrir vinnsluhæfni en aðrar innfellingartegundir.

Mangan er mildara afoxunarefni en sílikon eða ál, en það fjarlægir samt hluta af súrefnisálaginu áður en sterkari afoxunarefnum er bætt við. Kísillinn sem ferrómangan með mikið kolefni ber virkar í sömu átt, þannig að hluti af málmblöndukostnaði er í raun endurheimtur sem sparnaður á aðskildum afoxunarviðbótum.

Hvaðan kemur kostnaðarsparnaðurinn í raun og veru

Sparnaðurinn hefur þrjár aðskildar heimildir og þær blandast saman. Í fyrsta lagi eru háar kolefnisgráður minnst hreinsaða manganblandan sem framleidd er í stærðargráðu, þannig að þau bera lægsta verðið á tonn af málmblendi. Í öðru lagi er endurheimt mikil vegna þess að málmblönduna leysist auðveldlega upp í sleifinni og lítið efni tapast í skul eða í óuppleysta kekki þegar stærðin er rétt. Í þriðja lagi eru kolefni og sílikon sem einkunnin færir ekki aðskotaefni í kolefnisstálhita; þær koma í stað þátta sem annars þyrfti að bæta við sérstaklega.

Hár kolefnisflokkar bera venjulega 65% til 82% mangan, en lágar kolefnisflokkar ná 85% til 92%. Innihaldsbilið á milli þessara tveggja fjölskyldna er hóflegt, en verðbilið á hvert tonn er mun meira, vegna þess að hreinsun kolefnisins úr málmblöndunni eyðir auknu súrefni og dregur úr endurheimt mangans. Þar af leiðandi er kostnaðurinn á hvert kílógramm af mangani sem er innifalið lægstur fyrir fjölskylduna með mikla kolefni og hækkar hann jafnt og þétt eftir því sem kolefnisforskriftin er hert. Rafgreiningarmanganmálmur, hreinasti kosturinn, situr efst á þeim mælikvarða og er aðeins réttlætanlegt þar sem kolefnisþakið skilur ekkert eftir.

Einkunnir, vörueyðublöð og einkunnaval

Taflan hér að neðan sýnir dæmigerðar einkunnir úr fjölskyldum með lágt, meðalstórt og mikið kolefni svo hægt sé að sjá-viðskiptin á milli manganinnihalds, kolefnismagns og verðs í fljótu bragði. Einkunnafjölskyldurnar fylgja kínverska landsstaðlinum fyrir ferrómangan, GB/T 3795.

Vöruform skiptir jafn miklu máli og einkunn. Klumpar eru hefðbundinn valkostur fyrir handvirka eða kranafóðraða sleif, á meðan kögglar flæða mun betur í sjálfvirkum vigtunar- og fóðrunarkerfum og leysast upp hraðar þegar þeir fara í bræðsluna. Bæði formin eru framleidd úr sömu hitanum, þannig að valið er meðhöndlunarspurning frekar en málmvinnsluspurning, en það hefur áhrif á endurheimt og því raunverulegan kostnað á hverja einingu af mangani sem afhent er í stálið.

Gátlistinn hér að neðan á við um hvaða einkunn sem er í kolefnisstálframleiðslu.

Stilltu kolefnisþak stálsins fyrst, þar sem það ákveður hvort hægt sé að nota háa kolefnisgráðu yfirhöfuð.

Reiknaðu út nauðsynlega manganviðbót í kílóum á hvert tonn af stáli, verðleggðu síðan einkunnirnar á grundvelli innihalds mangans.

Athugaðu fosfórmörkin miðað við einkunnatöfluna og veldu súluna þar sem stálforskriftin er krefjandi.

Veldu bita eða köggla eftir því hvernig viðbótin verður vigtuð og fóðruð.

Samþykktu stærðarbilið svo að fínefni og of stórir kekkir eyði ekki bata.

Staðfestu eyðublaðið, einkunnaheitið og pökkun á verksmiðjuskírteininu og sendingarskjölunum.

Algengar spurningar

Sp.: Hvernig dregur úr ferrómangani með háum kolefniskostnaði?
Það er minnst hreinsaða manganblandan sem framleidd er í mælikvarða, þannig að hún ber lægsta verðið á tonn, og kolefnis- og kísilinnihald hennar kemur í stað viðbóta sem annars þyrfti í kolefnisstálhita.

Sp.: Dregur það úr gæðum stálsins að bæta við mangani?
Nei. Mangan eykur styrk og hörku, bætir herðni og stjórnar brennisteini, þannig að gæðaáhrifin eru jákvæð svo framarlega sem kolefnis- og fosfórmörkin í bekknum henta stálinu sem verið er að framleiða.

Sp.: Hvaða flokkur er mest notaður í kolefnisstálframleiðslu?
Háar kolefnisgráður eins og FeMn78C8.0, FeMn74C7.5 og FeMn68C7.0, vegna þess að þær gefa lægsta kostnað á hvert kílógramm af mangani.

Sp.: Hvenær þarf að nota lágkolefnisflokk í staðinn?
Þegar stálforskriftin setur þétt kolefnisþak, til dæmis í lágum kolefnis- og ryðfríu gæðum, verður að lágmarka kolefnisupptöku úr málmblöndunni.

Sp.: Haga kögglar og bitar sér öðruvísi í sleifinni?
Kögglar flæða betur í sjálfvirkum fóðrunarkerfum og leysast upp hraðar, en klumpur eru hefðbundið form fyrir krana eða handvirka viðbót; báðir koma úr sömu hitunum.

Sp.: Af hverju verndar mangan uppskeru við veltingu?
Það sameinast brennisteini og myndar mangansúlfíð, sem kemur í veg fyrir að lágbráðnandi járnsúlfíðfilmur myndist við kornamörk og veldur heitum sprungum.