Como o ferromanganês reduz os custos das ligas siderúrgicas

Por que o ferromanganês reduz os custos das ligas siderúrgicas

O ferromanganês com alto teor de carbono desempenha duas funções ao mesmo tempo na panela de produção de aço: melhora a qualidade inerente do aço e reduz o custo do pacote de liga usado para chegar lá. A classe contém altos níveis de manganês e carbono e é carregada como aditivo de liga durante o rosqueamento ou na panela, onde aumenta a resistência e a dureza do aço acabado, ao mesmo tempo que mantém baixo o custo por unidade de manganês e melhora o resultado econômico do calor.

Essa combinação é a razão pela qual o ferromanganês com alto teor de carbono continua sendo a adição padrão de manganês na produção de aço carbono e de baixa liga, mesmo quando tipos refinados mais caros estão disponíveis. A poupança não é uma afirmação de marketing; isso decorre diretamente da química do tipo e da maneira como o manganês se comporta no aço.

Manganês no Aço: Resistência, Dureza e Temperabilidade

O manganês é um dos elementos mais baratos que podem aumentar a resistência e a dureza do aço. O manganês dissolvido aumenta a temperabilidade, o que significa que uma determinada seção pode atingir um nível de resistência exigido com um menor teor de carbono e uma taxa de resfriamento mais suave. Um menor teor de carbono, por sua vez, melhora a soldabilidade e a tenacidade a baixas temperaturas, de modo que a adição de manganês adquire propriedades mecânicas que, de outra forma, exigiriam mais carbono ou uma rota de liga mais cara.

Nos aços simples ao carbono e de baixa liga, o manganês também é o elemento que retém o enxofre residual e evita que ele cause problemas durante a laminação. Como a taxa de adição necessária para atingir uma determinada resistência alvo é pequena, o custo da unidade de manganês permanece uma parcela menor do custo total da liga, que é exatamente o que torna um transportador de manganês de baixo custo tão valioso.

Controle e Desoxidação de Enxofre

O manganês combina-se com o enxofre para formar o sulfeto de manganês, e essa reação é o que impede o enxofre de formar filmes de sulfeto de ferro de baixo ponto de fusão ao longo dos limites dos grãos. Esses filmes são a causa clássica de trincas a quente e defeitos nas bordas durante a laminação a quente, portanto a adição de manganês protege tanto o rendimento quanto a qualidade. As inclusões de sulfureto que se formam também são mais favoráveis ​​à maquinabilidade do que os tipos de inclusão alternativos.

O manganês é um desoxidante mais suave que o silício ou o alumínio, mas ainda remove parte da carga de oxigênio antes que os desoxidantes mais fortes sejam adicionados. O silício transportado pelo ferromanganês com alto teor de carbono funciona na mesma direção, portanto, parte do custo da liga é efetivamente recuperada como uma economia em adições separadas de desoxidação.

De onde realmente vem a economia de custos

A poupança tem três fontes distintas e elas são compostas. Primeiro, os graus de alto carbono são a adição de manganês menos refinada produzida em escala, portanto, têm o preço mais baixo por tonelada de liga. Em segundo lugar, a recuperação é alta porque a liga se dissolve facilmente na panela e pouco material é perdido no crânio ou em pedaços não dissolvidos quando o dimensionamento está correto. Terceiro, o carbono e o silício que a classe traz não são contaminantes em aquecimentos de aço carbono; eles substituem elementos que de outra forma teriam que ser adicionados separadamente.

Os graus de alto carbono normalmente contêm 65% a 82% de manganês, enquanto os graus de baixo carbono atingem 85% a 92%. A diferença de conteúdo entre as duas famílias é modesta, mas a diferença de preço por tonelada é muito maior, porque a refinação do carbono da liga consome oxigénio adicional e reduz a recuperação de manganês. Como resultado, o custo por quilograma de manganês contido é mais baixo para a família com alto teor de carbono e aumenta constantemente à medida que as especificações de carbono são mais rigorosas. O metal eletrolítico de manganês, a opção mais pura, está no topo dessa escala e só se justifica quando o teto de carbono não deixa alternativa.

Notas, formulários de produtos e seleção de notas

A tabela abaixo lista classes representativas das famílias de baixo, médio e alto carbono para que a compensação-entre conteúdo de manganês, nível de carbono e preço possa ser vista rapidamente. As famílias de qualidade seguem o padrão nacional chinês para ferromanganês, GB/T 3795.

A forma do produto é tão importante quanto a nota. Os pedaços são a escolha convencional para adição manual ou com concha alimentada por guindaste, enquanto os pellets fluem muito melhor em sistemas automáticos de pesagem e alimentação e se dissolvem mais rapidamente quando entram no fundido. Ambas as formas são produzidas a partir dos mesmos calores, portanto a escolha é uma questão de manuseio e não metalúrgica, mas afeta a recuperação e, portanto, o custo real por unidade de manganês fornecido ao aço.

A lista de verificação abaixo se aplica a qualquer decisão de classificação na produção de aço carbono.

Defina primeiro o teto de carbono do aço, pois ele decide se um grau de alto carbono pode ser usado.

Calcule a adição necessária de manganês em quilogramas por tonelada de aço e, em seguida, calcule o preço das classes com base no manganês contido.

Verifique o limite de fósforo em relação à tabela de classes e escolha a coluna onde a especificação do aço é exigente.

Escolha pedaços ou pellets de acordo com a forma como a adição será pesada e alimentada.

Combine a faixa de dimensionamento para que finos e pedaços grandes não prejudiquem a recuperação.

Confirme o formulário, a designação do grau e a embalagem no certificado da fábrica e nos documentos de embarque.

Perguntas frequentes

P: Como o ferromanganês com alto teor de carbono reduz os custos da liga?
É a adição de manganês menos refinada produzida em escala, por isso tem o preço mais baixo por tonelada, e seu teor de carbono e silício substitui as adições que de outra forma seriam necessárias em uma caldeira de aço carbono.

P: A adição de manganês diminui a qualidade do aço?
Não. O manganês aumenta a resistência e a dureza, melhora a temperabilidade e controla o enxofre, portanto o efeito de qualidade é positivo desde que os limites de carbono e fósforo da classe sejam adequados ao aço que está sendo fabricado.

P: Qual classe é mais usada na fabricação de aço carbono?
Classes de alto carbono, como FeMn78C8.0, FeMn74C7.5 e FeMn68C7.0, porque proporcionam o menor custo por quilograma de manganês contido.

P: Quando deve ser usado um grau de baixo carbono?
Quando a especificação do aço estabelece um teto rígido de carbono, por exemplo, em graus de baixo carbono e inoxidáveis, a captação de carbono da liga deve ser minimizada.

P: Os pellets e os pedaços comportam-se de forma diferente na concha?
Os pellets fluem melhor em sistemas de alimentação automática e se dissolvem mais rapidamente, enquanto os pedaços são a forma convencional para guindaste ou adição manual; ambos vêm das mesmas baterias.

P: Por que o manganês protege o rendimento durante a laminação?
Ele se combina com o enxofre para formar sulfeto de manganês, que evita a formação de filmes de sulfeto de ferro de baixo ponto de fusão nos limites dos grãos e causar rachaduras a quente.