زومیت

با پیشرفت علم و فناوری، مواد و تجهیزات مورد استفاده در فرآیند ساخت نیز پیشرفت چشمگیری داشته است. یکی از این مواد که اخیراً بسیار مورد استفاده قرار گرفته فروآلیاژها هستند. از این فروآلیاژها برای تولید انواع آلیاژها استفاده می شود و همین امر باعث افزایش محبوبیت آنها شده است. یکی از پرکاربردترین فروآلیاژهای قابل استفاده در صنعت فولاد فروسیلیکومنگنز است. در این مقاله قصد داریم در مورد این فروآلیاژ بیشتر صحبت کنیم.



فروسیلیکومنگنز چیست؟
فروسیلیکو منگنز (FeSiMn) فروآلیاژی است که در ترکیبات خود حاوی سیلیکون و منگنز است. این فروآلیاژ دارای مقدار زیادی منگنز در ترکیب خود می باشد که با حرارت دادن و اختلاط سنگ منگنز با سیلیسیم در کوره ها به دست می آید. این آلیاژ معمولاً بین 12 تا 16 درصد سیلیکون و بین 50 تا 70 درصد منگنز دارد. از آنجایی که هر دو عنصر سیلیکون و منگنز در فروسیلیکو منگنز وجود دارند، خواص خود را به این فروآلیاژ داده اند.
بنابراین فروسیلیکو منگنز می تواند به عنوان کمک شارژ در تولید فولادهای کم کربن استفاده شود.سیلیس منگنز می تواند سیلیکون اضافی لازم را به فرآیند تولید اضافه کند و از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری کند. علاوه بر این، استفاده از این ماده باعث بهبود برخی از خواص مکانیکی فولاد رومیزی می شود. از دیگر مواد موجود در فروسیلیکومنگنز می توان به آهن، فسفر و کربن اشاره کرد.
نوع دیگری از این ماده به نام فروسیلیک منگنز کم کربن شناخته می شود که حاوی منگنز، سیلیکون، آهن، فسفر، کربن و گوگرد است. شکل ظاهری این ماده به صورت برآمدگی های فلزی است که دارای زنگ خاکستری نقره ای است. این ماده جامد و بی بو است. معمولاً در فروسیلیکو منگنز آلودگی وجود ندارد و می توان آن را به صورت خرد شده تهیه کرد.
مقدمه ای بر مفهوم فروآلیاژها
از فروآلیاژها برای تولید آلیاژهای مختلف در صنعت استفاده می شود. نام دیگر این مواد هاردر یا آمیجان است و به دلیل مزایا و ویژگی های برجسته 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.از آنجایی که افزودن عناصر در حالی که خالص هستند باعث افزایش اکسیداسیون و ایجاد وقفه در فرآیند تولید می شود، بهتر است از آلیاژهای مخصوص استفاده شود. از طرفی افزودن آلیاژ و استفاده از فروآلیاژهای عناصر مختلف نقطه ذوب را پایین آورد که باعث تسریع روند تولید خواهد شد.
همچنین باید توجه داشت که ترکیب عناصر خالص با یکدیگر می تواند تعادل حرارتی لازم را در کوره های آلیاژی مختل کند و انرژی زیادی را برای راه اندازی کوره ها مصرف کند. با در نظر گرفتن تمام موارد گفته شده در این بخش، به راحتی می توانید درک کنید که چرا استفاده از فروآلیاژهایی مانند فروسیلیکو منگنز در صنعت بسیار محبوب شده است و چگونه می توانند روند تولید را تسریع کنند.


کاربردهای 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
اکسیژن زدایی و آلیاژسازی در فولاد
کاهش ناخالصی های فولاد مانند گوگرد، فسفر و نیتروژن
افزایش سختی فولاد

در صورت اضافه کردن مواد مختلف به فولاد، فروسیلیکو منگنز را می توان به عنوان جایگزین فروسیلیس و فرومنگنز معرفی کرد. هم سیلیکون و هم منگنز بسته به مقدار اضافه شده و ترکیب با سایر عناصر آلیاژی می توانند نقش بسیار مهمی در خواص نهایی فولاد تولیدی داشته باشند، همچنین منگنز و سیلیسیم به عنوان عناصری برای کاهش اکسیداسیون در فولاد، حذف گوگرد و وجود چنین عواملی آن را به یکی از آلیاژهای مهم در فولادسازی تبدیل کرده است. سیلیکون را می توان به عنوان ماده اصلی که باعث از بین رفتن اکسیداسیون می شود در نظر گرفت.
منگنز همچنین 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 طرفی می توان از آن به عنوان یکی از عوامل تولید گوگرد نیز استفاده کرد. استفاده از منگنز به عنوان یکی از آلیاژهای اصلی فولاد هنوز هم بسیار رایج است. اهمیت اصلی این ماده در 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 فروسیلیکومنگنز
فروآلیاژها معمولاً از 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 از کربن با افزودن توان الکتریکی در کوره های قوس الکتریکی
تولید فلزات با احیای حرارتی فلزات، معمولاً آلومینیوم و سیلیکون
فرومنگنز با کربن بالا با احیای سنگ منگنز با کربن در کوره های قوس الکتریکی یا کوره بلند تولید می شود. 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 فرو سیلیس و منگنز از فرو منگنز و فرو سیلیسیم استفاده می شود، فرآیند تولید آن در کوره های فرومنگنز با محتوای کربن بالا انجام خواهد شد. همچنین باید بدانید که به دلیل وجود عنصر سیلیکونی در ترکیب فروسیلیکو منگنز، فرآیند تولید آن در مقایسه با فرومنگنز دشوارتر خواهد بود. زیرا به دمای بالاتری نیاز خواهد داشت.
در فرآیند تولید فروسیلیکو منگنز لازم است از سرباره ای که از فرآیند تولید فرومنگنز پرکربن به دست می آید استفاده شود.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 تولید سیلیکون مورد نیاز برای فرآیند تولید فروسیلیکون منگنز استفاده می کنند. همچنین برای احیای این مواد باید از کربن استفاده کرد. به همین دلیل به همه مواد کک نیز اضافه خواهد شد، اکنون کافی است در دمای بالا آهن را به ترکیبات اضافه کنیم تا فروسیلیکومنگنز بدست آید.

خواص فروسیلیکومنگنز
برای آشنایی بیشتر با این ماده، باید در مورد خواص آن صحبت کنیم. یکی از عواملی که باعث محبوبیت استفاده از این ماده در صنعت می شود، خواص فراوان آن است. از مهمترین خواص فروسیلیکو منگنز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
این ماده در آب، روغن یا الکل حل نمی شود.
فروسیلیکومنگنز به صورت سنگ های فلزی خاکستری نقره ای و بی بو موجود است.
استفاده از آن به دلیل وجود سیلیکون و منگنز مقرون به صرفه است و در حال حاضر دومین فروآلیاژ پر مصرف در جهان است.چگالی این ماده 1/6 گرم بر سانتی متر مکعب است و نقطه ذوب آن در بازه 1060 تا 1350 است که دلیل این تغییر در محدوده دمای ذوب وجود ترکیبات مختلف است.
فروسیلیکومنگنز به عنوان ایمن و غیر قابل اشتعال طبقه بندی می شود. نقطه اشتعال این ماده بالای 93 درجه سانتیگراد است.
استفاده از این ماده باعث می شود که فولاد دارای خواص بهبود یافته باشد و ناخالصی فولاد را تا حد زیادی کاهش دهد.
این ماده در سه گرید مختلف قابل تولید است و عمدتاً در کربن کم و کربن بالا وجود دارد.
فروسیلیکومنگنز مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد.
استفاده از آن می تواند منجر به کاهش دمای مورد نیاز و همچنین افزایش ظرفیت در دماهای پایین تر شود.
این فروآلیاژ در شرایط عادی از نظر شیمیایی پایدار است.
از تماس آن با رطوبت، اسیدها یا بازهای قلیایی باید اجتناب شود. زیرا این امر باعث تشکیل گازهای بسیار قابل اشتعال مانند هیدروژن و گازهای سمی مانند آرسنیک و فسفین خواهد شد.



اندازه های استاندارد فرو سیلیکو منگنز صنعتی
Ferrosilico Mn به صورت توده های فلزی خاکستری نقره ای در دسترس است.این ماده جامد بدون بو فاقد هرگونه ناخالصی خارجی مانند سرباره و اجزای غیرفلزی می باشد. وجود ندارد و معمولاً به صورت صاف و الک شده موجود است. ابعاد استاندارد فروسیلیکو منگنز به شرح زیر است:
20 میلی متر تا 80 میلی متر با اندازه کمتر از 10٪
10 تا 50 میلی متر با اندازه کمتر از 10 درصد
3 میلی متر تا 25 میلی متر با اندازه کمتر از 5٪
ضمناً حداکثر مبلغ در هر سه مورد حداکثر 10 درصد خواهد بود. این مواد به صورت فله و معمولا در کیسه های بزرگ بسته بندی می شود.

با پیشرفت علم و فناوری، مواد و تجهیزات مورد استفاده در فرآیند ساخت نیز پیشرفت چشمگیری داشته است. یکی از این مواد که اخیراً بسیار مورد استفاده قرار گرفته فروآلیاژها هستند. از این فروآلیاژها برای تولید انواع آلیاژها استفاده می شود و همین امر باعث افزایش محبوبیت آنها شده است. یکی از پرکاربردترین فروآلیاژهای قابل استفاده در صنعت فولاد فروسیلیکومنگنز است. در این مقاله قصد داریم در مورد این فروآلیاژ بیشتر صحبت کنیم.



فروسیلیکومنگنز چیست؟
فروسیلیکو منگنز (FeSiMn) فروآلیاژی است که در ترکیبات خود حاوی سیلیکون و منگنز است. این فروآلیاژ دارای مقدار زیادی منگنز در ترکیب خود می باشد که با حرارت دادن و اختلاط سنگ منگنز با سیلیسیم در کوره ها به دست می آید. این آلیاژ معمولاً بین 12 تا 16 درصد سیلیکون و بین 50 تا 70 درصد منگنز دارد. از آنجایی که هر دو عنصر سیلیکون و منگنز در فروسیلیکو منگنز وجود دارند، خواص خود را به این فروآلیاژ داده اند.
بنابراین فروسیلیکو منگنز می تواند به عنوان کمک شارژ در تولید فولادهای کم کربن استفاده شود.سیلیس منگنز می تواند سیلیکون اضافی لازم را به فرآیند تولید اضافه کند و از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری کند. علاوه بر این، استفاده از این ماده باعث بهبود برخی از خواص مکانیکی فولاد رومیزی می شود. از دیگر مواد موجود در فروسیلیکومنگنز می توان به آهن، فسفر و کربن اشاره کرد.
نوع دیگری از این ماده به نام فروسیلیک منگنز کم کربن شناخته می شود که حاوی منگنز، سیلیکون، آهن، فسفر، کربن و گوگرد است. شکل ظاهری این ماده به صورت برآمدگی های فلزی است که دارای زنگ خاکستری نقره ای است. این ماده جامد و بی بو است. معمولاً در فروسیلیکو منگنز آلودگی وجود ندارد و می توان آن را به صورت خرد شده تهیه کرد.
مقدمه ای بر مفهوم فروآلیاژها
از فروآلیاژها برای تولید آلیاژهای مختلف در صنعت استفاده می شود. نام دیگر این مواد هاردر یا آمیجان است و به دلیل مزایا و ویژگی های برجسته 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.از آنجایی که افزودن عناصر در حالی که خالص هستند باعث افزایش اکسیداسیون و ایجاد وقفه در فرآیند تولید می شود، بهتر است از آلیاژهای مخصوص استفاده شود. از طرفی افزودن آلیاژ و استفاده از فروآلیاژهای عناصر مختلف نقطه ذوب را پایین آورد که باعث تسریع روند تولید خواهد شد.
همچنین باید توجه داشت که ترکیب عناصر خالص با یکدیگر می تواند تعادل حرارتی لازم را در کوره های آلیاژی مختل کند و انرژی زیادی را برای راه اندازی کوره ها مصرف کند. با در نظر گرفتن تمام موارد گفته شده در این بخش، به راحتی می توانید درک کنید که چرا استفاده از فروآلیاژهایی مانند فروسیلیکو منگنز در صنعت بسیار محبوب شده است و چگونه می توانند روند تولید را تسریع کنند.


کاربردهای 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
اکسیژن زدایی و آلیاژسازی در فولاد
کاهش ناخالصی های فولاد مانند گوگرد، فسفر و نیتروژن
افزایش سختی فولاد

در صورت اضافه کردن مواد مختلف به فولاد، فروسیلیکو منگنز را می توان به عنوان جایگزین فروسیلیس و فرومنگنز معرفی کرد. هم سیلیکون و هم منگنز بسته به مقدار اضافه شده و ترکیب با سایر عناصر آلیاژی می توانند نقش بسیار مهمی در خواص نهایی فولاد تولیدی داشته باشند، همچنین منگنز و سیلیسیم به عنوان عناصری برای کاهش اکسیداسیون در فولاد، حذف گوگرد و وجود چنین عواملی آن را به یکی از آلیاژهای مهم در فولادسازی تبدیل کرده است. سیلیکون را می توان به عنوان ماده اصلی که باعث از بین رفتن اکسیداسیون می شود در نظر گرفت.
منگنز همچنین 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 طرفی می توان از آن به عنوان یکی از عوامل تولید گوگرد نیز استفاده کرد. استفاده از منگنز به عنوان یکی از آلیاژهای اصلی فولاد هنوز هم بسیار رایج است. اهمیت اصلی این ماده در 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 فروسیلیکومنگنز
فروآلیاژها معمولاً از 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 از کربن با افزودن توان الکتریکی در کوره های قوس الکتریکی
تولید فلزات با احیای حرارتی فلزات، معمولاً آلومینیوم و سیلیکون
فرومنگنز با کربن بالا با احیای سنگ منگنز با کربن در کوره های قوس الکتریکی یا کوره بلند تولید می شود. 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 فرو سیلیس و منگنز از فرو منگنز و فرو سیلیسیم استفاده می شود، فرآیند تولید آن در کوره های فرومنگنز با محتوای کربن بالا انجام خواهد شد. همچنین باید بدانید که به دلیل وجود عنصر سیلیکونی در ترکیب فروسیلیکو منگنز، فرآیند تولید آن در مقایسه با فرومنگنز دشوارتر خواهد بود. زیرا به دمای بالاتری نیاز خواهد داشت.
در فرآیند تولید فروسیلیکو منگنز لازم است از سرباره ای که از فرآیند تولید فرومنگنز پرکربن به دست می آید استفاده شود.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 تولید سیلیکون مورد نیاز برای فرآیند تولید فروسیلیکون منگنز استفاده می کنند. همچنین برای احیای این مواد باید از کربن استفاده کرد. به همین دلیل به همه مواد کک نیز اضافه خواهد شد، اکنون کافی است در دمای بالا آهن را به ترکیبات اضافه کنیم تا فروسیلیکومنگنز بدست آید.

خواص فروسیلیکومنگنز
برای آشنایی بیشتر با این ماده، باید در مورد خواص آن صحبت کنیم. یکی از عواملی که باعث محبوبیت استفاده از این ماده در صنعت می شود، خواص فراوان آن است. از مهمترین خواص فروسیلیکو منگنز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
این ماده در آب، روغن یا الکل حل نمی شود.
فروسیلیکومنگنز به صورت سنگ های فلزی خاکستری نقره ای و بی بو موجود است.
استفاده از آن به دلیل وجود سیلیکون و منگنز مقرون به صرفه است و در حال حاضر دومین فروآلیاژ پر مصرف در جهان است.چگالی این ماده 1/6 گرم بر سانتی متر مکعب است و نقطه ذوب آن در بازه 1060 تا 1350 است که دلیل این تغییر در محدوده دمای ذوب وجود ترکیبات مختلف است.
فروسیلیکومنگنز به عنوان ایمن و غیر قابل اشتعال طبقه بندی می شود. نقطه اشتعال این ماده بالای 93 درجه سانتیگراد است.
استفاده از این ماده باعث می شود که فولاد دارای خواص بهبود یافته باشد و ناخالصی فولاد را تا حد زیادی کاهش دهد.
این ماده در سه گرید مختلف قابل تولید است و عمدتاً در کربن کم و کربن بالا وجود دارد.
فروسیلیکومنگنز مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد.
استفاده از آن می تواند منجر به کاهش دمای مورد نیاز و همچنین افزایش ظرفیت در دماهای پایین تر شود.
این فروآلیاژ در شرایط عادی از نظر شیمیایی پایدار است.
از تماس آن با رطوبت، اسیدها یا بازهای قلیایی باید اجتناب شود. زیرا این امر باعث تشکیل گازهای بسیار قابل اشتعال مانند هیدروژن و گازهای سمی مانند آرسنیک و فسفین خواهد شد.



اندازه های استاندارد فرو سیلیکو منگنز صنعتی
Ferrosilico Mn به صورت توده های فلزی خاکستری نقره ای در دسترس است.این ماده جامد بدون بو فاقد هرگونه ناخالصی خارجی مانند سرباره و اجزای غیرفلزی می باشد. وجود ندارد و معمولاً به صورت صاف و الک شده موجود است. ابعاد استاندارد فروسیلیکو منگنز به شرح زیر است:
20 میلی متر تا 80 میلی متر با اندازه کمتر از 10٪
10 تا 50 میلی متر با اندازه کمتر از 10 درصد
3 میلی متر تا 25 میلی متر با اندازه کمتر از 5٪
ضمناً حداکثر مبلغ در هر سه مورد حداکثر 10 درصد خواهد بود. این مواد به صورت فله و معمولا در کیسه های بزرگ بسته بندی می شود.