O que é ferro manganês com baixo teor de-carbono?
Ferro manganês com baixo-carbono, abreviado como LC FeMn, é uma liga de ferro-manganês em que o teor de carbono é deliberadamente mantido abaixo de 0,5%. As classes comerciais normalmente contêm 78 a 88 por cento de manganês, sendo o restante ferro e pequenas quantidades de silício, fósforo e enxofre. Por introduzir manganês sem aumentar o carbono, o LC FeMn é o transportador de manganês preferido para aços inoxidáveis, aços-liga e aços de baixo-carbono onde o controle de carbono é crítico. Melhora a resistência, dureza e resistência ao desgaste, preservando a ductilidade e a soldabilidade do aço acabado.
Matérias-primas e preparação de matéria-prima
A produção de LC FeMn começa com matérias-primas ricas em-manganês. Minério de manganês contendo 30 a 50 por cento de manganês, minério de manganês sinterizado e concentrados de manganês beneficiados são as principais fontes de manganês. O minério é triturado, misturado e peneirado até obter um tamanho uniforme para que a carga reaja uniformemente no forno. Cal ou dolomita são adicionados como fundente para formar uma escória básica, que protege a liga da re-oxidação e ajuda a remover fósforo e enxofre. O agente redutor é uma liga contendo silício, seja ferrossilício ou siliconeanganês, porque o silício pode reduzir o óxido de manganês da escória sem introduzir carbono na liga final.
Principais rotas de produção para LC FeMn
Refino Silicotérmico
O refino silicotérmico é a rota mais amplamente utilizada para ferromanganês de baixo-carbono. Minério de manganês, fluxo e um redutor rico em silício-são carregados em um forno de refino elétrico e fundidos em temperaturas na faixa de 1.400 a 1.500 graus Celsius. O silício no redutor reage com o óxido de manganês na escória fundida, reduzindo-o a manganês metálico que se reporta ao banho metálico. Como o redutor contém pouco ou nenhum carbono, a liga produzida por esta via possui um teor naturalmente baixo de carbono. O processo é realizado em etapas, com uma segunda etapa de escória para recuperar o manganês residual da primeira escória e endurecer a composição final.
Refino de Descarbonetação
A segunda rota começa com um derretimento de manganês de alto{0}}carbono, geralmente ferromanganês de médio-carbono ou uma mistura de ferromanganês de alto{2}}carbono com minério de manganês, e remove o carbono soprando oxigênio ou por descarbonetação de oxigênio a vácuo. O carbono é oxidado em gás monóxido de carbono e sai do banho, reduzindo o teor de carbono para menos de 0,5%. Como o manganês oxida mais facilmente que o ferro, o processo deve ser cuidadosamente controlado com uma escória básica e temperatura controlada para manter baixas as perdas de manganês. Essa rota é preferida quando os produtores precisam começar com matérias-primas de carbono de baixo{7}}custo elevado-e quando a infraestrutura do forno já existe.
Composição Típica e Parâmetros de Grau
| Parâmetro | Faixa típica para classes LC FeMn |
|---|---|
| Manganês | 78 a 88 por cento dependendo da nota |
| Carbono | 0,2 a 0,5 por cento no máximo |
| Silício | 1,0 a 1,5 por cento no máximo |
| Fósforo | 0,10 a 0,30 por cento no máximo |
| Enxofre | 0,03 por cento no máximo |
| Faixa de tamanho típica | 10 a 50 mm, 10 a 100 mm ou frações personalizadas |
Os limites exatos seguem o padrão nacional ou internacional aplicável e as especificações do comprador. Teores-de manganês mais altos, acima de 85% de Mn, são mais valiosos porque exigem minério de-grau mais alto e uma prática mais cuidadosa com escória.
Controle de Qualidade e Inspeção na Produção
A produção confiável de LC FeMn depende do controle em cada etapa. Cada calor é amostrado após o refino e analisado quanto a manganês, carbono, silício, fósforo e enxofre. A liga é então fundida em lingotes ou granulada, triturada e peneirada na faixa de tamanho solicitada e verificada quanto à distribuição de tamanho, densidade aparente e integridade interna. Um certificado de análise é emitido para cada lote, e uma inspeção independente-de terceiros geralmente é organizada antes do envio para verificar a composição química e o tamanho em relação ao contrato.
Perguntas frequentes
Qual é o limite de carbono para ferro manganês com baixo-carbono?
O ferromanganês de baixo-carbono é geralmente especificado com carbono igual ou inferior a 0,5%, e muitos graus premium são mantidos em 0,2 a 0,4% no máximo.
Por que o baixo teor de carbono é importante na produção de aço?
A adição de manganês sem carbono permite que as siderúrgicas atinjam os níveis desejados de manganês e, ao mesmo tempo, mantenham o carbono dentro das especificações, o que é essencial para aços inoxidáveis, tiras com baixo-carbono e outros produtos onde o excesso de carbono causaria endurecimento, fragilidade ou rejeição.
Quais matérias-primas são utilizadas para produzir LC FeMn?
Os principais insumos são minério de manganês ou sinter, fluxo de cal e um redutor contendo-silício, como ferrossilício ou siliconeanganês. Para a rota de descarbonetação, ferromanganês com alto teor de{2}}carbono é usado como massa fundida inicial.
Qual é a diferença entre refino silicotérmico e descarbonetação com oxigênio?
O refino silicotérmico utiliza silício para reduzir o óxido de manganês e nunca introduz carbono, enquanto a descarbonetação remove o carbono de um fundido existente com oxigênio ou vácuo. Ambos podem atingir carbono abaixo de 0,5%, mas diferem em matéria-prima, tipo de forno e consumo de energia.
Em quais tamanhos o LC FeMn é fornecido?
Os tamanhos comuns de entrega são pedaços de 10 a 50 mm e 10 a 100 mm, com frações mais finas e cortes personalizados disponíveis para arame tubular ou sistemas de carregamento específicos.
Como é verificada a qualidade do LC FeMn?
A qualidade é verificada por-análise química por calor, um certificado de análise para cada lote, triagem de tamanho de partícula e inspeção opcional-de terceiros antes do envio.