فرو سیلیکو منگنز

با پیشرفت علم و فناوری، مواد و تجهیزات مورد استفاده در فرآیند تولید نیز به موفقیت قابل توجهی دست یافته اند. فروآلیاژها یکی از این مواد هستند که اخیراً بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. از این فروآلیاژها برای تولید انواع آلیاژها استفاده می شود و همین امر باعث افزایش محبوبیت آنها شده است. یکی از پرکاربردترین فروآلیاژها در صنعت ریخته گری فولاد فروسیلیکو منگنز است. در این مقاله قصد داریم در مورد این فروآلیاژ بیشتر صحبت کنیم.



فروسیلیکو منگنز چیست؟
فروسیلیکو منگنز (FeSiMn) یک فروآلیاژ حاوی سیلیکون و منگنز است. این فروآلیاژ حاوی مقادیر زیادی منگنز است که با حرارت دادن سنگ منگنز در کوره ها و مخلوط کردن آن با سیلیکون به دست می آید. این آلیاژ به طور معمول حاوی 12-16٪ سیلیکون و 50-70٪ منگنز است. از آنجایی که سیلیکون و منگنز هر دو در فروسیلیکومنگنز وجود دارند، خواص آن را به این فروآلیاژ می دهند.
بنابراین می توان از فروسیلیکومگنز به عنوان پرکننده برای تولید فولادهای کم کربن استفاده کرد.سیلیس منگنز سیلیکون اضافی لازم را به فرآیند تولید اضافه می کند و از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می کند. علاوه بر این، استفاده از این ماده باعث بهبود برخی خواص مکانیکی فولاد رومیزی می شود. آهن، فسفر و کربن را می توان از دیگر مواد موجود در فروسیلیکومنگنز نام برد.
نوع دیگری از این ماده به نام منگنز فروسیلیکون کم کربن وجود دارد که حاوی منگنز، سیلیکون، آهن، فسفر، کربن و گوگرد است. شکل ظاهری این ماده به صورت یک توده فلزی با زنگ خاکستری نقره ای است. این ماده جامد است و بو ندارد. فرو سیلیکومنگنز معمولاً عاری از آلودگی است و می تواند به صورت آسیاب شده تهیه شود.

مقدمه ای بر مفهوم فروآلیاژ
از فروآلیاژها در صنایع برای بدست آوردن آلیاژهای مختلف استفاده می شود. نام دیگر این مواد هاردر یا آمیجان است و به دلیل مزایا و عملکرد شگفت انگیز در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند. به طور کلی می توان گفت فروآلیاژ ماده ای با درصد وزنی بالا است و آهن یکی از اجزای اصلی آن است.افزودن عناصر در حالی که خالص هستند باعث افزایش اکسیداسیون و اختلال در فرآیند تولید می شود، بنابراین بهتر است از محلول های مخصوص استفاده شود. از سوی دیگر، افزودن آلیاژ و استفاده از فروآلیاژهای عناصر مختلف، نقطه ذوب را پایین آورد که باعث تسریع فرآیند تولید شد.
همچنین باید توجه داشت که ترکیب عناصر خالص با یکدیگر منجر به از بین رفتن تعادل حرارتی مورد نیاز در کوره های آلیاژی و مصرف انرژی زیادی برای راه اندازی کوره ها می شود. با تمام آنچه در این فصل گفته شد، به راحتی می توانید درک کنید که چرا استفاده از فروآلیاژهایی مانند فروسیلیکومنگنز در صنعت بسیار رایج شده است و چگونه می توانند روند تولید را تسریع کنند.


کاربرد فروسیلیکومنگنز
فرو سیلیس و منگنز به دلیل ترکیبات خاص خود در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارد. امروزه این عنصر در صنعت فولاد به صورت گسترده تولید می شود که در زیر قابل مشاهده است.کاهش حلالیت کربن در فولادها و سایر آلیاژهای منگنز
اکسید زدایی و آلیاژسازی فولاد
کاهش ناخالصی های فولاد مانند گوگرد، فسفر و نیتروژن
افزایش سختی فولاد

اگر مواد مختلفی به فولاد اضافه شود، فروسیلیس- منگنز می تواند جایگزین فروسیلیس و فرومنگنز باشد. هم سیلیکون و هم منگنز بسته به مقدار افزوده شده و ترکیب با سایر عناصر آلیاژی می توانند نقش بسیار مهمی در خواص نهایی فولاد تولید شده داشته باشند همچنین منگنز و سیلیکون به عنوان عناصر کاهنده اکسیداسیون، گوگرد زدایی و گوگردزدایی در فولاد استفاده می شوند. وجود چنین عواملی آن را به یکی از آلیاژهای مهم در فولادسازی تبدیل کرده است. سیلیکون را می توان به عنوان یک ماده اولیه کاهش دهنده اکسیداسیون در نظر گرفت.
منگنز اکسید کننده ملایم تری نسبت به سیلیکون است، اما به دلیل وجود سیلیکات های منگنز و آلومینات های پایدار، کارایی را افزایش می دهد. از سوی دیگر، گوگرد نیز می تواند به عنوان عامل ایجاد کننده استفاده شود. استفاده از منگنز به عنوان یکی از آلیاژهای اصلی فولاد هنوز هم بسیار رایج است. اهمیت اصلی این ماده این است که می تواند اثر اصلاحی بر روی سیستم آهن کربن داشته باشد و در نتیجه استحکام فولاد و سختی آن را افزایش دهد.

فرآیند تولید فروسیلیکو منگنز
فروآلیاژها معمولاً با احیای یک سنگ معدن فلزی، معمولاً یک اکسید تولید می شوند. از مهم ترین روش های تولید فروآلیاژ می توان به موارد زیر اشاره کرد:
تولید کربن با افزودن برق در کوره های قوس الکتریکی
تولید فلزات با احیای فلزات حرارتی، معمولاً آلومینیوم و سیلیکون
فرومنگنز با کربن بالا از احیای سنگ معدن منگنز با کربن در کوره های قوس الکتریکی یا کوره بلند به دست می آید. فرومنگنز متوسط ​​یا کم کربن نیز با پالایش فرومنگنز با کربن بالا یا استفاده از منگنز سیلیکون به عنوان ماده خام تولید می شود. از آنجایی که در فرآیند تولید فروسیلیس و منگنز از فرو منگنز و فرو سیلیسیم استفاده می شود، فرآیند تولید آن در کوره های کربن فرو منگنز انجام می شود. همچنین باید توجه داشته باشید که ساخت فرو-سیلیکون-منگنز به دلیل وجود عنصر سیلیکون در آن دشوارتر از فرو-منگنز است. زیرا به دمای بالا نیاز دارد.
در تولید آهن – سیلیس – منگنز استفاده از سرباره حاصل از فرآیند تولید فرومنگنز با کربن بالا ضروری است.از آنجایی که این سرباره حاوی حدود 40 درصد اکسید منگنز است، می توان آن را یک ماده بر پایه منگنز دانست. متخصصان از ماسه یا کوارتز برای بدست آوردن سیلیکون لازم برای تولید فروسیلیکو منگنز استفاده می کنند. همچنین برای فعال سازی این مواد باید از کربن استفاده کرد. به همین دلیل به همه مواد کک نیز اضافه می شود، اکنون کافی است آهن را به ترکیبات با دمای بالا اضافه کنیم تا فروسیلیکومنگنز بدست آید.

خواص فروسیلیکو منگنز
برای آشنایی بیشتر با این ماده، باید در مورد خواص آن صحبت کنیم. یکی از عواملی که باعث محبوبیت این ماده در صنعت شده است، خواص فراوان آن است. از مهمترین خواص آهن – سیلیس – منگنز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
این ماده در آب، روغن یا الکل نامحلول است.
فروسیلیکو منگنز به صورت سنگ های متالیک خاکستری نقره ای و بی بو است.
به دلیل وجود سیلیکون و منگنز، استفاده از آن مقرون به صرفه است و در حال حاضر دومین فروآلیاژ پر مصرف در جهان است.چگالی این ماده 6.1 گرم بر سانتی متر مکعب است و نقطه ذوب آن در محدوده 1060 1350 می باشد. دلیل این تنوع در محدوده دمای ذوب آن وجود ترکیبات مختلف است.
فروسیلیکو منگنز به عنوان غیر خطرناک و غیر قابل اشتعال طبقه بندی می شود. نقطه اشتعال این ماده بالای 93 درجه سانتیگراد است.
استفاده از این ماده باعث تولید فولاد با خواص بهبود یافته و کاهش قابل توجه ناخالصی فولاد می شود.
این ماده در سه گرید مختلف و عمدتا کم کربن و پر کربن تولید می شود.
فروسیلیکو منگنز مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد.
استفاده از آن می تواند منجر به کاهش دماهای مورد نیاز و همچنین افزایش عملکرد در دماهای پایین تر شود.
این فروآلیاژ در شرایط عادی از نظر شیمیایی پایدار است.
از تماس با رطوبت، اسیدها یا بازهای قلیایی خودداری کنید. زیرا باعث تشکیل گازهای قابل اشتعال مانند هیدروژن و گازهای سمی مانند آرسنیک و فسفین می شود.



ابعاد استاندارد فرو سیلیکو منگنز صنعت
فروسیلیکو منگنز به صورت توده فلزی خاکستری نقره ای در دسترس است.این ماده جامد و بی بو عاری از ناخالصی های خارجی مانند سرباره و اجزای غیرفلزی می باشد. وجود ندارد و معمولا به صورت آسیاب شده و الک شده عرضه می شود. ابعاد استاندارد فروسیلیکو منگنز به شرح زیر است:
20 میلی متر تا 80 میلی متر کمتر از 10٪ است
10 میلی متر تا 50 میلی متر با اندازه کمتر از 10 درصد
3 تا 25 میلی متر کمتر از 5 درصد است
همچنین حداکثر مقدار در هر سه مورد حداکثر 10 درصد است. این مواد به صورت فله ای است و اغلب در کیسه های بزرگ قرار می گیرد.