فرو منگنز

توضیحات

منگنز یکی از اجزای آلیاژی برای افزایش استحکام، بالابردن سختی و کاهش شکنندگی و رفتار حرارتی بالا در فولادها است. فروآلیاژ منگنز برای جداسازی گوگرد و اکسیژن مصرف شده در کوره‌های فولادسازی استفاده می‌شود، زیرا غلظت بالای گوگرد در فولاد باعث کاهش همگنی آن و تسهیل تخریب  و شکست آن می‌شود؛ بنابراین، منگنز با گوگرد ترکیب می‌شود و سولفید منگنز را در سرباره تشکیل می‌دهد. در صنعت متالورژی، منگنز در اشکال مختلف سنگ معدن و فروآلیاژهای فرو منگنز، اشپیگل، ایزن و سیلیکومنگنز استفاده می‌شود.

معرفی عنصر منگنز

منگنز در متالورژی، شیمی، الکترونیک، سرامیک و تولید لاک‌های رنگی استفاده می‌شود. یکی از کاربردهای مهم منگنز در صنعت، ساخت آلیاژهای آهنی و ماده اصلی چدن و ​​فولاد است. منگنز عنصری است متعلق به گروه ۷ جدول تناوبی، دارای عدد اتمی ۲۵ و به رنگ نقره‌ای سخت و به عنوان سنگ معدنی یا فروآلیاژ برای فولادسازی استفاده می‌شود؛ بنابراین گوگرد و عناصر مزاحم را جذب کرده و به سرباره تبدیل می‌کند.

فرو منگنز چیست؟

فرو منگنز یک آلیاژ فلزی حاوی آهن است. فروآلیاژ از دو عنصر آهن و منگنز و مقدار کمی کربن، فسفر و گوگرد تشکیل شده است. فرو منگنز جامد، توده‌ای شکل است، فرو منگنز بی بو است و به طور طبیعی تا زمانی که خشک است این خاصیت را دارد. معمولاً به صورت الک شده و خرد شده عرضه می‌شود.

فرو منگنز یک فروآلیاژ با محتوای منگنز بالا است. فرو منگنز با کربن بالا می‌تواند حاوی ۸۰ درصد منگنز وزنی باشد. با حرارت دادن مخلوطی از اکسیدهای MnO2 و Fe2O3 و کربن که معمولاً به شکل زغال سنگ و کک یافت می‌شود، در یک کوره بلند یا یک سیستم کوره قوس الکتریکی، به نام کوره قوس غوطه‌ور ساخته می‌شود. این اکسید در کوره تحت احیاء کربوترمیک قرار می‌گیرد و فرو منگنز تولید می‌کند. فرو منگنز به عنوان یک اکسید کننده برای فولاد در صنعت استفاده می‌شود.

تاریخچه فرو منگنز

در سال ۱۸۵۶، رابرت فارستر موشت، از منگنز برای تقویت آهن تولید شده توسط فرایند بسمر برای مقاومت در برابر نورد و ترک در دماهای بالا استفاده کرد.

در سال ۱۸۶۰، هنری بسمر استفاده از فرو منگنز را به عنوان روشی برای معرفی منگنز در نسبت‌های کنترل شده در طول تولید فولاد اختراع کرد. مزیت ترکیب پودر اکسید آهن و اکسید منگنز با هم باعث به وجود آمدن نقطه ذوب کمتر و آلیاژ ترکیبی کاربردی‌تر در مقایسه با اکسید منگنز خالص است.

پس از بسمر و کشفیات مفید وی در حوزه استفاده از فرو منگنز، در سال ۱۸۷۲، لامبرت فون پانتز، فرو منگنز را در یک کوره تولید کرد، با محتوای منگنز بالاتر از حد ممکن (37٪ به جای 12٪). این مخلوط شیمیایی جدید در صنعت فولاد تحولی بزرگ ایفا کرد به طوری که امروزه متخصصان زیادی از این درصد فرو منگنز در ساخت محصولات خود به ویژه محصولات فولادی استفاده می‌کنند. همچنین در مقاله‌ای در سال ۱۸۷۶، گاتیر توضیح داد که اکسید مغناطیسی باید با افزودن منگنز (که سپس به شکل آهن اشپیگل مورد استفاده قرار گرفت) حذف شود تا برای نورد فولاد شرایط مناسب‌تری فراهم شود.

کاربرد فرو منگنز در صنایع

همان‌طور که پیش‌تر ذکر شد، منگنز به عنوان یک عنصر اکسیژن زدا استفاده می‌شود. این عنصر با گوگرد، سولفید منگنز (Mns) تولید می‌کند و در نتیجه اثر مضر گوگرد آهن و شکنندگی ناشی از آن را کاهش می‌دهد.

این عنصر در فولاد و چدن اهمیت ویژه‌ای دارد. با افزودن مقدار مشخصی فرو منگنز به آلیاژ می‌توان خطر شکستگی قطعات را کاهش داد و خطوط  Ar1، Ar3  را کاهش داد و همچنین سرعت سرد شدن بحرانی را به طور چشم گیری کاهش داد و در کنار آن سختی قطعات را افزایش داد. همچنین با افزودن کمی منگنز استحکام آن افزایش می‌یابد.

همچنین باید توجه داشت که اگر فرومنگنز به مقدار بالای ۴ درصد اضافه شود باعث تشکیل ساختار مارتنزیت در آلیاژ و منجز به افزایش شکنندگی قطعات می‌شود، به همین دلیل این ترکیب زیاد فقط در آلیاژهای خاصی استفاده می‌شود.

در فولادهای با بیش از ۱۲ درصد منگنز و درصد کربن بالا، فرو منگنز دارای خاصیت آستنیتی است، زیرا منگنز به طور قابل توجهی محدوده آستنیتی را افزایش می‌دهد، بدین ترتیب فولادهایی که با فرو منگنز بالا تولید می‌شوند در دمای محیط معمولی قادر نیستند تا تنش ضربه را از داخل قطعه به سطح خارجی منتقل کنند و باعث شکنندگی قطعه می‌شوند. در صورتی که محصولاتی که به اندازه مناسب و کافی فرو منگنز دریافت می‌کنند در دمای معمولی محیط دارای سختی لایه بیرونی می‌شوند که با سرد شدن محیط این سختی بسیار افزایش می‌یابد، در حالی که قسمت داخلی نرم باقی می‌ماند، به همین دلیل قادر می‌شوند در دمای معمولی محیط مقاومت و سایش بالایی در برابر ضربه داشته باشند.

بدین شکل فولادهایی با بیش از 18% منگنز به دلیل تغییر شکل زیاد غیر قابل آهنربا هستند و آلیاژهای تولید شده خاص بوده و به عنوان فولادهای ملایم در حالت سرد در دمای بسیار پایین استفاده می‌شوند و با افزودن کمی منگنز ضریب انبساط حرارتی فولادها افزایش می‌یابد و هدایت حرارتی و الکتریکی آنها کاهش می‌یابد.

روش تولید فرو منگنز

تولید فرو منگنز در کوره‌های قوس الکتریکی یا کوره بلند انجام می‌شود که با افزودن سنگ اکسید منگنز، کک، دولومیت، آهک و کوارتز آغاز می‌شود.
سنگ معدن منگنز مورد استفاده در این فرایند حاوی ۴۰ درصد منگنز است و با افزودن کک و یک عامل سرباره ساز مانند آهک، واکنش احیای منگنز توسط کک در دمای ۱۲۰۰ تا ۱۴۰۰ درجه سانتی گراد انجام می‌شود.

برای تولید سنگ معدن فرو منگنز و سیلیس ۷ الی ۸ درصدی، مورد نیاز است. در صورتی که میزان سیلیسیم در سنگ منگنز به دست آمده از معادن سنگ منگنز ایران حدود ۲۳ درصد باشد و به همین دلیل سنگ منگنز مورد نیاز برای تولید فرو منگنز بیشتر از آفریقا وارد کشور می‌شود.

انواع فرو منگنز

فرو منگنز به عنوان آلیاژ آهن به مواد مذاب اضافه می‌شود. با توجه به میزان کربن، این فروآلیاژها به سه دسته اصلی پرکربن، متوسط ​​کربن و کم کربن تقسیم می‌شوند. زمانی که فولاد باید در محدوده کم کربن باشد، باید از فرو منگنز کم کربن استفاده شود.

فرو منگنز کم کربن

به طور کلی، منگنز یکی از ۵ عنصر آلیاژی آهن است. به ازای هر ۳ درصد منگنز، استحکام کششی فولاد ۱۰ کیلوگرم افزایش می‌یابد.

پس از افزودن فروآلیاژ، درصد کربن قابل تغییر یا کاهش نیست، حجم کربن باید کنترل شود و به همین خاطر فرو منگنز با کربن کم یا کربن متوسط ​​استفاده می‌شود.

روش تولید این فرومنگنزها به صورت فرایند کربن زدایی، سنگ منگنز است.

فرو منگنز کربن متوسط

میانگین مقدار کربن مصرفی در فرو منگنز کربن متوسط معمولاً بین 0.8٪  تا  1.5٪  محتوای کربن آن است.

این محصول معمولاً در صنعت الکترود مورد استفاده قرار می‌گیرد و در انواع مختلف توری آسیاب می‌شود.

فرو منگنز کربن بالا

یکی از پرکاربردترین مواد در صنعت فولاد محسوب می‌شود.

فرو منگنز با کربن بالا باعث زیبایی قطعات می‌شود؛ بنابراین برای برش‌های خوب باید از فرو منگنز با کربن بالا استفاده کرد.

ترکیبات فرو منگنز با کربن بالا عمدتاً حاوی: 79٪ منگنز، 2٪ سیلیکون، 8٪ کربن، 0.3٪ فسفر، 0.25٪ گوگرد است.

قیمت فرو منگنز در بازار ایران

قیمت فرو منگنز و به طور کلی بسیاری از محصولات دیگر آلیاژِ در ایران کاملاً به عیار و کیفیت این محصول بستگی دارد که شما مد نظر دارید تا استفاده کنید.
محصولات فرو منگنز فروآرسس همگی از کشورهای صاحب نام در صنعت وارد شده یا از بهترین تولیدکنندگان داخلی خریداری و به شما تحویل داده می‌شود با توجه به کیفیت مد نظر شما، بنابراین برای خرید فرو منگنز بهتر است ابتدا کیفیت مورد نیاز خود را مشخص کنید.

خطرات خرید فرو منگنز بی کیفیت

لازم به ذکر است اشاره کنیم که در هنگام خرید فرو منگنز در صورتی که از کیفیت و خواص لازم آن آگاهی لازم و همچنین درک کاملی از کاربرد هر کدام از محصولات و عیارها برای خط تولید خود دارید، نیازی به هیچ‌گونه نگرانی و تردید در روند خرید محصولات شما وجود نخواهد داشت. اما اگر بدون هرگونه اطلاعات لازم و با بی دقتی اقدام به انتخاب و استفاده از محصولات بی کیفیت کنید باید انتظار هدر رفتن سرمایه و کاهش راندمان کاری خود را نیز داشته باشید.

سخن پایانی

با توجه به انواع فروش و مصارف فرو منگنز می‌توانید جهت کسب اطلاعات بیشتر و رسیدگی به استعلام خود با کارشناسان فروش ما در فروآرسس تماس حاصل فرمایید.