Ферромарганец: состав, марки и применение в металлургии
Ферромарганец сплав железа с марганцем (Mn), получаемый восстановлением марганцевых руд в электродуговых или доменных печах. Содержание марганца в товарных партиях составляет от 65 до 95% в зависимости от технологии выплавки и целевого назначения. Основные легирующие элементы углерод (от 0,1 до 7,5%), кремний (до 2,0%) и фосфор (до 0,35%). Ферромарганец поставляется в виде чушки или дробленого материала фракцией от 10 до 100 мм.
Классификация и марки
По содержанию углерода ферромарганец разделяют на три группы:
- Низкоуглеродистый (C 0,5%) марки ФМн88, ФМн90, ФМн95;
- Среднеуглеродистый (C от 0,5 до 2,0%) марки ФМн78, ФМн82;
- Высокоуглеродистый (C от 2,0 до 7,5%) марки ФМн70, ФМн75, ФМн78.
Дополнительно выделяют рафинированный ферромарганец с пониженным содержанием фосфора (P 0,05%) и кремния (Si 0,5%), применяемый для выплавки особо чистых марок стали.
Технические характеристики
| Марка | Mn, % | C, % | Si, % | P, % |
|---|---|---|---|---|
| ФМн95 | от 95,0 | 0,5 | 0,8 | 0,05 |
| ФМн82 | от 82,0 до 85,0 | от 0,5 до 2,0 | 1,5 | 0,20 |
| ФМн75 | от 75,0 до 78,0 | от 2,0 до 7,5 | 2,0 | 0,35 |
Применение в промышленности
Ферромарганец используется в сталеплавильном производстве для раскисления и легирования стали. Марганец связывает серу в сульфиды (MnS), предотвращая красноломкость, и повышает прокаливаемость, износостойкость и ударную вязкость готового металла. Основные области применения:
- Выплавка рельсовой стали (ГОСТ Р 51685) содержание Mn от 0,6 до 1,2%;
- Производство износостойкой стали Гадфильда (110Г13Л) Mn до 13%;
- Легирование низколегированных конструкционных сталей (09Г2С, 17Г1С) для трубопроводов и мостовых конструкций;
- Раскисление кипящей и полуспокойной стали в мартеновских и конвертерных цехах;
- Изготовление сварочных электродов и флюсов для дуговой сварки.
Условия поставки и хранения
Ферромарганец отгружается в стальных барабанах (массой от 50 до 250 кг), мягких контейнерах (биг-бэгах) до 1000 кг или насыпью в крытых вагонах. Хранение допускается в сухих складских помещениях при температуре от 30 до +40 C. Влажность окружающей среды не должна превышать 75% для предотвращения окисления поверхности кусков. Срок хранения без изменения химического состава до 12 месяцев с даты изготовления.
Вопросы и ответы
Чем отличается низкоуглеродистый ферромарганец от высокоуглеродистого?
Низкоуглеродистый (C 0,5%) применяется для легирования сталей с жесткими требованиями по содержанию углерода, например, для криогенных или нержавеющих марок. Высокоуглеродистый (C от 2,0 до 7,5%) используется для раскисления и легирования рядовых углеродистых сталей, где углерод не является критическим элементом.
Какой ферромарганец используют для стали 110Г13Л?
Для стали Гадфильда (110Г13Л) применяют высокоуглеродистый ферромарганец марок ФМн75 или ФМн78, так как высокое содержание углерода (до 1,2% в готовой стали) обеспечивает формирование аустенитной структуры с высокой износостойкостью.
Какие примеси ограничивают в ферромарганце?
Основные ограничиваемые примеси фосфор (P 0,35% для стандартных марок) и сера (S 0,03%). Повышенное содержание фосфора вызывает хладноломкость стали, а серы красноломкость. Для ответственных марок стали дополнительно нормируют содержание кремния (Si 0,5%) и алюминия (Al 0,1%).
Как рассчитать расход ферромарганца на тонну стали?
Расход рассчитывают по формуле: m = (Mn_цель Mn_шихта) 1000 / (Mn_ферро K_усв), где Mn_цель требуемое содержание марганца в стали (%), Mn_шихта содержание марганца в шихте (%), Mn_ферро содержание марганца в ферросплаве (%), K_усв коэффициент усвоения (0,850,95 для дуговых печей).