فرو سیلیکو منگنز چیست و چه کاربردی دارد؟
فرو سیلیکو منگنز چیست؟
فرو سیلیکو منگنز در دسته فروآلیاژهای پرمصرف قرار دارند، به طور کلی فروآلیاژ از یک عنصر آلیاژی با درصد وزنی بالا و آهن تشکیل شده است.
کاربرد اصلی فروآلیاژها در ساخت آلیاژهای گوناگون میباشد، فروآلیاژ با نام آمیژان یا هاردنر هم شناخته میشود، علت استفاده از فروآلیاژها در این فرآیند، اتلاف کمتر عناصر آلیاژی به خصوص در فولادسازی میباشد، در صورت اضافه کردن عناصر به صورت خالص معمولا تلفات ناشی از اکسیداسیون زیاد میباشد و ایجاد ترکیب شیمیایی مورد نظر دشوار میشود.
همچنین نقطه ذوب عناصر خالص تشکیل دهنده این ماده بیشتر از فروآلیاژ آنها میباشد، اضافه کردن عناصر به صورت خالص باعث بر هم خوردن تعادل حرارتی کوره آلیاژسازی میشود و از آنجا که برای آلیاژسازی نیاز به ذوب عناصر آلیاژی میباشد انرژی زیادی برای حرارت دهی به کوره مصرف خواهد شد.
نقطه ذوب فروسیلیکو منگنز بستگی به ترکیب شیمیایی آن دارد اما در هر ترکیبی کمتر از نقطه ذوب سیلیسیم و منگنز میباشد. با توجه به دلایل ذکر شده ساخت فروآلیاژها در واحدهای جداگانه و بعد استفاده آنها در بخش آلیاژ سازی هم از لحاظ اقتصادی و هم از لحاظ عملیاتی توجیه پذیر میباشد.
تولید فرو سیلیکو منگنز
این فروآلیاژ در واقع ترکیبی از فرومنگنز و فروسیلیسیم میباشد، برای ساخت آن از کورههای فرومنگنز پرکربن استفاده میشود.
فرآیند تولید این عنصر به دلیل حضور سیلیسیم در ترکیب دشوارتر از فرآیند تولید فرومنگنز میباشد.
این ماده در دمای بالاتری تولید میشود، برای تولید فرو سیلیکو منگنز از سربارهای که از فرآیند تولید فرو منگنز پرکربن بدست میآید استفاده میشود. این سرباره حاوی مقادیر نزدیک به ۴۰ درصد اکسید منگنز میباشد و به عنوان یک ماده پایه منگنز حساب میشود، برای ایجاد سیلیسیم در ترکیب از یک ماده پایه سیلیسیم مثل کوارتز یا ماسه استفاده میشود، برای ایجاد فرو سیلیکو منگنز سیلیسیم موجود در ماسه یا کوارتز و منگنز موجود در سرباره باید احیا شوند، برای احیا این مواد از یک ماده پایه کربن مثل کک استفاده میشود، با انجام فرآیند دما بالای احیا در حضور آهن، مذاب فرو سیلیکو منگنز تولید میشود. در ترکیب شیمیایی این فروآلیاژ معمولا بین ۶۰ تا ۶۵ درصد منگنز و بین ۱۴ تا ۱۶ درصد سیلیسیم موجود میباشد، به همین دلیل در بازار به اسم فروآلیاژ ۱۴-۶۰ هم شناخته میشود.
کاربرد فرو سیلیکو منگنز
با توجه به اینکه این عنصر هر دو فروآلیاژ فرومنگنز و فروسیلیسیم را ارائه میدهد، به عنوان جایگزین این دو فروآلیاژ در صنعت فولاد سازی مورد استفاده قرار میگیرد.
همچنین این ماده به حذف برخی ناخالصی ها مثل گوگرد، فسفر، نیتروژن و اکسیژن از زمینه فولاد، کمک میکند و باعث بهبود خواص مکانیکی فولاد میشود.
همچنین دو عنصر سیلیسیم و منگنز با ایجاد ترکیباتی به بالا رفتن سختی و استحکام فولاد کمک میکنند. میتوان گفت هیچ گونه فولادی وجود ندارد که مقادیری از سیلیسیم و منگنز در ترکیب آن یافت نشود.
فرو سیلیکو منگنز یکی از پر مصرفترین فروآلیاژها میباشد که از ترکیب سیلیسیم و منگنز تولید میشود و اینگونه خواص هر دوی آنها را دارا میباشد.
این فرو آلیاژ از ۱۲ تا ۱۶ درصد سیلیسیم و ۵۰ تا ۷۰ درصد منگنز تشکیل شده است و مقدار کمی فسفر و سولفور و کربن نیز دارا میباشد.
ویژگیها فروسیلیکو منگنز
- فرو سیلیکو منگنز دارای چگالی ۱٫۶ گرم بر سانتیمتر مکعب است و دمای ذوب آن به ترکیب شیمیایی آن بستگی دارد که معمولا در بازهی ۱۰۶۰ تا ۱۳۵۰ درجه قرار دارد.این فرو آلیاژ غیر اشتعالزا و غیر خطرناک است.
- فروسیلیکو منگنز در آب و روغن و الکل غیر قابل حل میباشد.
- سیلیکو منگنز به صورت کلوخههای فلزی با ظاهر نقرهای خاکستری در دسترس است و به شکل یک ماده جامد بدون بو است.
- فرو سیلیکو منگنز به دلیل داشتن خواص مشترک فرو منگنز و فرو سیلیس بسیار مورد توجه واقع شده است و بسیار صرفهی اقتصادی دارد و به همین دلیل بسیار موردتوجه واقع شده است و پس از فرو کروم دومین فروآلیاژ مهم و پر فروش میباشد.
- امروزه آلیاژسازی با فروسیلیکو منجر به بهتر شدن خواص فولاد شده ،به گونه ای که میتوان فولاد تمیزتری را بدون هیچ ناخالصی تولید نمود.
- فرو سیلیکو منگنز عمدتاً در سه گرید تولید میشود و معمولا به دو صورت کم کربن و پرکربن موجود میباشد.
- نوع کمکربن آن معمولا در فولادهای ضد زنگ و فولادهای آلیاژی کم کربن مورد استفاده قرار میگیرد.
دیگر ویژگیهای فروسیلیکومنگنز
- مقاومت به خوردگی
- افزایش قابلیت سختی پذیری فولاد
- کاهش نقطه انتقال دما و افزایش قابلیت کار در دمای پایین
سایزهای استاندارد فرو سیلیکو منگنز معمولا به صورت زیر می باشد:
- ۲۰ تا ۸۰ میلیمتر
- ۱۰ تا ۵۰ میلیمتر
- ۳ تا ۲۵ میلیمتر
این فروآلیاژ معمولا در کورههای قوس الکتریکی تولید میشود و چون دمای بالایی برای تولید آن لازم است چرخهی تولید آن از فرو منگنز پیچیدهتر است.
خواص سیلیکومنگنز
از آنجایی که فرو سیلیکو منگنز منبع غنی از منگنز بوده، تمامی خواص مربوط به اضافه کردن منگنز را دارا میباشد به علاوه مقدار ۱۴ تا ۱۶ درصد سیلیس باعث افزایش خواصیت اکسیژنزدایی ذوب و خواص مکانیکی فولاد خواهد شد.
همچنین مهمترین خواص سیلیکو منگنز به ترتیب ذیل می باشند :
- سولفور زدایی : از آنجایی که سولفور یکی از ناخالصیهای پرخطر برای فولاد محسوب میشود با تشکیل MnS از طریق اضافه کردن فرومنگنز این ناخالصی تا حد قابل توجهی حذف میشود.
- اکسیژن زدایی و در پی آن جلوگیری از دکربره شدن.
- تثبیت کننده فاز آستنیت.
- افزایش تافنس
- مقاومت به خوردگی.
- افزایش قابلیت سختی پذیری فولاد.
- کاهش نقطه انتقال دما و افزایش قابلیت کار در دمای پایین.
برخی از تامین کنندگان فرو سیلیکو منگنز در سناماین👇
