Elektrolitski manganovi kosmiči za dezoksidacijo pri izdelavi jekla: praktičen vodnik za talilnice

Direkten odgovor: Elektrolitski manganovi kosmičilahko sodeluje pri deoksidaciji jekla, hkrati pa poveča vsebnost mangana v staljenem jeklu. Vendar se običajno ne uporabljajo kot edini globinski dezoksidant. V večini talilnic se uporabljajo skupaj s silicijem, aluminijem ali drugimi deoksidacijskimi elementi. Njihova glavna vrednost je v natančni nastavitvi mangana z omejeno vsebnostjo ogljika, silicija, fosforja, žvepla in drugih nezaželenih dodatkov.

Kakšno vlogo imajo elektrolitski manganovi kosmiči pri deoksidaciji pri izdelavi jekla?

Po dodajanju staljenemu jeklu elektrolitski manganovi kosmiči običajno opravljajo tri funkcije:

1. Sodelovanje pri deoksidaciji staljenega jekla

2. Prilagoditev končne vsebnosti mangana

3. Spreminjanje oblike, v kateri žveplo obstaja v jeklu

Kako elektrolitski mangan sodeluje pri deoksidaciji staljenega jekla?

Ko mangan vstopi v staljeno jeklo, lahko reagira z raztopljenim kisikom:

Ustvarjeni MnO lahko vstopi v žlindro ali se združi z oksidi, kot sta SiO₂ in Al₂O₃, da tvori kompleksne vključke.

Vendar pa mangan ni močan deoksidacijski element. V primerjavi z aluminijem ima mangan omejeno sposobnost zmanjšanja raztopljenega kisika, če se uporablja sam. Za vrste jekla, ki zahtevajo nizko končno vsebnost kisika, talilnice običajno uporabljajo enega od naslednjih pristopov:

• Kombinirana deoksidacija z manganom in silicijem
• Globoka deoksidacija z aluminijem pred prilagoditvijo mangana
• Končno obrezovanje mangana z elektrolitskimi manganovimi kosmiči

Praktična vrednost elektrolitskih manganovih kosmičev je torej sodelovanje pri deoksidaciji ob natančnem povečanju mangana, namesto da sami zaključijo celoten proces deoksidacije.

Kako elektrolitski manganovi kosmiči prilagodijo končno vsebnost Mn?

Manganki ni oksidiran, se raztopi v staljenem jeklu in poveča končno vsebnost Mn.

Pri izračunu potrebnega dodatka mora talilnica upoštevati:

• Trenutna vsebnost Mn v staljenem jeklu
• Ciljno območje vsebnosti Mn
• Dejanska čistost elektrolitskih manganovih kosmičev
• Izguba mangana zaradi oksidacije
• Zgodovinsko pridobivanje mangana
• Mn, ki ga vnašajo feromangan, silikomangan in ostanki
• Izgube pri nadaljnjem rafiniranju in reoksidaciji

Elektrolitski manganovi kosmiči so še posebej uporabni za majhne popravke sestave med rafiniranjem LF ali drugih stopnjah, kjer je ciljno območje mangana ozko.

Ali lahko mangan dokonča razžveplanje jekla?

Mangan ne more nadomestiti razžveplanja žlindre.

Po vstopu v staljeno jeklo se lahko mangan poveže z žveplom in tvori MnS, kar zmanjša škodljiv učinek FeS z nizko-tališčem-na-delovno zmogljivost pri vročem. Njegova glavna funkcija je spreminjanje oblike sulfidov namesto neposrednega odstranjevanja žvepla iz staljenega jekla.

Dejansko razžveplanje je še vedno odvisno od:

• Bazičnost žlindre
• Stopnja oksidacije žlindre
• Temperatura staljenega jekla
• Mešanje žlindre in jekla
• Čas rafiniranja
• Volumen žlindre in kontaktni pogoji med žlindro in jeklom

Mangan lahko pomaga nadzirati žveplo in izboljša-delovno zmogljivost, vendar sam ne more dokončati globokega razžveplanja.

Ali se lahko elektrolitski manganovi kosmiči uporabljajo kot edini dezoksidant pri izdelavi jekla?

Za proizvodnjo, ki zahteva nizko končno vsebnost kisika, se elektrolitski manganovi kosmiči na splošno ne uporabljajo kot edini dezoksidant.

Glavni razlogi vključujejo:

• Mangan ima šibkejšo deoksidacijsko sposobnost kot aluminij
• Visoka vsebnost raztopljenega kisika povzroči, da več mangana oksidira v MnO
• Oksidativna žlindra lahko dodatno zmanjša izkoristek mangana
• MnO lahko postane del kompleksnih vključkov
• Poznejša reoksidacija lahko ponovno poveča vsebnost kisika

Vrsta deoksidanta, zaporedje dodajanja, položaj dodajanja in stanje žlindre vplivajo na končni rezultat deoksidacije in sestavo vključkov.

Zakaj uporabljati elektrolitske manganove kosmiče namesto feromangana?

Feromangan in silikomangan ostajata primerna za -dodajanje mangana v velikih količinah v običajnih vrstah jekla. Elektrolitski manganovi kosmiči so primernejši, kadar je treba natančneje nadzorovati pobiranje ogljika, silicija in nečistoč.

Elektrolitski manganovi kosmiči so bolj primerni, kadar:

• Vsebnost ogljika v jeklu se ne sme bistveno povečati
• Izogibati se je treba prekomernemu nabiranju silicija
• Fosfor, žveplo, selen ali druge nečistoče so strogo omejene
• Končno območje Mn je ozko
• Obrezovanje sestave je potrebno v kasnejši fazi rafiniranja
• Običajni feromangan ne more doseči ciljne kemične sestave

Kadar običajni razred jekla zahteva le velik dodatek mangana in lahko prenese elemente, ki jih vnese feromangan, zamenjava vsega feromangana z elektrolitskimi manganovimi kosmiči morda ni ekonomsko potrebna.

Kdaj je treba staljenemu jeklu dodati elektrolitske manganove kosmiče?

Ni določenega časa dodajanja, ki bi veljal za vsako jeklarno. Dejansko stopnjo je treba določiti glede na kakovost jekla, vsebnost kisika v staljenem jeklu, stanje žlindre in razpoložljivo proizvodno opremo.

Dodajanje elektrolitskih manganovih kosmičev med točenjem

Med točenjem lahko jekleni tok pomaga pri taljenju in razprševanju elektrolitskih manganovih kosmičev, zaradi česar je ta stopnja primerna za razmeroma velike nastavitve mangana.

Glavna operativna tveganja vključujejo:

• Visoka vsebnost kisika v staljenem jeklu lahko poveča izgubo mangana
• Presežek žlindre iz pretvornika ali električne peči lahko povzroči ponovno oksidacijo mangana
• Kosmiči, ki pristanejo na površini žlindre, lahko oksidirajo, preden vstopijo v staljeno jeklo
• Zgodnji dodatek poveča čas stika z oksidacijsko žlindro

Zato je treba pred dodajanjem elektrolitskega mangana med točenjem preveriti nadzor žlindre, položaj dodajanja in začetno vsebnost kisika.

Dodajanje elektrolitskih manganovih kosmičev med rafiniranjem LF

LF rafiniranje je običajno bolj primerno za natančno prilagoditev Mn, zlasti po zaključku predhodne deoksidacije.

Glavne prednosti vključujejo:

• Dodatno količino je mogoče izračunati iz rezultatov vzorčenja
• Aktivnost kisika v staljenem jeklu je običajno nižja kot med zgodnjim točenjem
• Mešanje z argonom podpira taljenje in homogenizacijo
• Izkoristek mangana je lažje stabilizirati
• Končni obseg sestave je lažje nadzorovati

Pred odvzemom novega vzorca za potrditev sestave je treba zagotoviti dovolj časa za taljenje in mešanje.

Majhni dodatki elektrolitskega mangana pred neprekinjenim litjem

Pri vrstah jekla z ozkim končnim območjem Mn se lahko pred neprekinjenim litjem izvede majhen popravek.

Vendar lahko prepozno dodajanje povzroči:

• Nepopolno taljenje elektrolitskih manganovih kosmičev
• Lokalizirana visoka koncentracija Mn
• Nezadosten čas homogenizacije
• Nereprezentativni rezultati vzorčenja
• Zmanjšano okrevanje zaradi reoksidacije

Bližje kot je dodajanje neprekinjenemu litju, bolj skrbno je treba nadzorovati količino, čas mešanja in postopek ponovnega pregleda.

Kako se izračuna zahtevani elektrolitski dodatek mangana?

Načrtovani dodatek je mogoče oceniti z izračunom-masne bilance:

Na primer:

• Teža staljenega jekla: 50 ton
• Trenutni Mn: 0,30 %
• Ciljni Mn: 0,50 %
• Zahtevano povečanje Mn: 0,20 %
• Elektrolitska čistost mangana: 99,7 %
• Pričakovani izkoristek mangana: 95 %

Teoretično načrtovani dodatek je približno 106 kg.

Tega izračuna ne bi smeli obravnavati kot fiksnega dodatka za vsako toploto. Dejanske prilagoditve proizvodnje morajo upoštevati tudi:

• Začetna vsebnost kisika v staljenem jeklu
• Vsebnosti FeO in MnO v žlindri
• Stopnja dodajanja
• Temperatura staljenega jekla
• Čas mešanja
• Zgodovinski podatki o obnovitvi
• Mn, uveden z drugimi materiali
• Naknadni čas rafiniranja

Ciljno povečanje Mn je razlika med ciljno vrednostjo in trenutno izmerjeno vrednostjo, ne skupna vsebnost Mn v končnem jeklu.

Kateri dejavniki zmanjšajo elektrolitsko obnavljanje mangana?

Izkoristek mangana ni fiksna vrednost. Med segrevanji se lahko pojavijo opazna nihanja, tudi če se uporablja isti razred jekla in specifikacija elektrolitskega mangana.

Ko je izkoristek pod pričakovanji, talilnica ne sme takoj povečati količine dodajanja za vsako segrevanje.

Najprej je treba preveriti naslednje točke:

• Ali je nadzor žlindre stabilen
• Ali je žlindra FeO previsoka
• Ali kosmiči dejansko vstopijo v staljeno jeklo
• Ali je čas dodajanja primeren
• Ali je temperatura staljenega jekla zadostna
• Ali sta čas mešanja in homogenizacije ustrezen

Kako elektrolitski manganovi kosmiči vplivajo na vključke v jeklu?

Elektrolitski manganovi kosmiči tvorijo MnO, ko sodelujejo pri deoksidaciji. Zato jih ne bi smeli opisati kot material, ki samodejno zmanjša vse vključke.

Različni sistemi deoksidacije lahko povzročijo:

• vključki MnO
• Kompleksni vključki MnO-SiO₂
• MnO-SiO₂-Al₂O₃ kompleksni vključki
• Kompleksni vključki, povezani s kasnejšim obarjanjem MnS

V pogojih kombinirane deoksidacije mangana in silicija je mogoče sestavo vključkov prilagoditi z nadzorovanjem kemije Mn, Si, Al in žlindre. Končni rezultat je odvisen tudi od:

• Začetna vsebnost kisika v staljenem jeklu
• Adicijsko zaporedje Mn, Si in Al
• Najvišja-stopnja oksidacije žlindre
• Temperatura staljenega jekla
• Čas rafiniranja
• Pogoji mešanja
• Ali pride do reoksidacije

Uspešnosti-nadzora vključitve ne bi smeli ocenjevati le po številu vključitev. Pregledati je treba tudi naslednje dejavnike:

• Inkluzijska sestava
• Velikost vključitve
• Morfologija vključkov
• Porazdelitev znotraj jekla
• Aglomeracijsko obnašanje
• Nevarnost zamašitve šob
• Učinki na ulivanje, valjanje in končno zmogljivost jekla

Katere pogoste težave se pojavijo pri uporabi elektrolitskih manganovih kosmičev?

Zakaj je izkoristek elektrolitskega mangana nižji od pričakovanega?

Pogosti vzroki vključujejo visoko vsebnost raztopljenega kisika, čezmerni prenos oksidativne žlindre, kosmiče, ki ostanejo na plasti žlindre, neprimeren čas dodajanja in dejansko izkoristek, ki je nižji od vrednosti, uporabljene v izračunu.

Prizadevanja za izboljšanje bi se morala osredotočiti na prakso deoksidacije, nadzor žlindre in položaj dodajanja, ne pa samo na povečanje količine dodajanja.

Zakaj se elektrolitski manganovi kosmiči ne stopijo popolnoma?

Pogosti vzroki vključujejo:

• Nizka temperatura staljenega jekla
• Prekomerno dodajanje posamezne-serije
• Nezadostna intenzivnost mešanja
• Dodatni položaj daleč od izpostavljenega staljenega jekla
• Absorpcija vlage ali strjevanje
• Vzorčenje prehitro po dodatku

Težavo je mogoče zmanjšati z dodajanjem materiala v serijah, izboljšanjem položaja dodajanja, povečanjem učinkovitega mešanja in omogočanjem zadostnega časa homogenizacije.

Zakaj končna vsebnost Mn presega cilj?

Možni vzroki vključujejo:

• Prvotna vsebnost Mn ni bila odšteta
• Mn, vnesen s feromanganom, silikomanganom ali odpadki, je bil prezrt
• Teža staljenega jekla je bila napačno ocenjena
• Uporabljena je bila neustrezna pričakovana vrednost obnovitve
• Vzorčenje smo izvedli pred popolno homogenizacijo
• Analitski vzorec ni bil reprezentativen

Osnovo izračuna, toplotno težo in postopek vzorčenja je treba preveriti, preden se ugotovi, da je odstopanje povzročil elektrolitski manganov produkt.

Katere nečistoče je treba preveriti v elektrolitskih manganovih kosmičih?

Specifikacije javnega naročila ne bi smele preverjati le skupne vsebnosti Mn. Prav tako je treba nadzorovati naslednje elemente:

• Ogljik
• Žveplo
• fosfor
• Železo
• Silicij
• Selen

Nekatere elektrolitske proizvodnje mangana lahko uporabljajo dodatke,-ki vsebujejo selen. Pri vrstah jekel,-občutljivih na selen, mora biti največja vsebnost selena zapisana v specifikaciji nakupa, pri čemer so potrebni-rezultati preskusov za posamezne serije.

Kaj naj preverijo talilnice, ko kupujejo elektrolitske manganove kosmiče?

Za delovanje talilnice je pomembno tudi fizično stanje elektrolitskih manganovih kosmičev.

Močno drobljenje v prah, absorpcija vlage, strjevanje ali kontaminacija lahko vplivajo na:

• Samodejno hranjenje
• Natančnost tehtanja
• Hitrost taljenja
• Dodatna izguba
• Dejansko pridobivanje mangana

Specifikacije javnega naročila morajo zato potrditi kemično sestavo, obliko kosmičev, razmerje drobnih delcev, embalažo,-odporno na vlago, in identifikacijo serije.

Kateri razredi jekla so primerni za elektrolitske manganove kosmiče?

Elektrolitski manganovi kosmiči so primernejši za:

• Natančna nastavitev vsebnosti Mn v staljenem jeklu
• Omejevanje dodatnega zajemanja ogljika in silicija
• Strog nadzor fosforja, žvepla, selena in drugih nečistoč
• Majhni popravki sestave med poznejšim rafiniranjem
• Proizvodnja nizko{0}}ogljičnega jekla, malo-silicijevega jekla, nerjavečega jekla ali posebnega legiranega jekla
• Vrste jekla, pri katerih običajni feromangan ne more doseči ciljnega okna sestave

Elektrolitski manganovi kosmiči morda niso najboljša možnost, kadar:

• Navadne vrste jekla zahtevajo velik dodatek mangana
• Jeklo lahko prenaša ogljik in železo, ki ga vnese feromangan
• Glavni cilj je nizko{0}}cenovno konvencionalno legiranje
• Deoksidacija, nadzor žlindre in nadzor predelave niso stabilni
• Glavna zahteva je običajna deoksidacija mangana in silicija

Izbira mora temeljiti na zahtevah za-kakovost jekla, dejanski ceni mangana, dejanski predelavi in ​​težavnosti nadzora končne sestave.

Kako lahko Melt Shops stabilizirajo delovanje elektrolitskega mangana?

Talilnice ne smejo uporabljati ene empirične vrednosti izkoristka za vsak razred jekla in vsako dodano stopnjo.

Zanesljivejši pristop je beleženje naslednjih podatkov za vsako toploto:

• Teža staljenega jekla
• Začetna vsebnost Mn
• Ciljna vsebnost Mn
• Dejanski elektrolitski dodatek mangana
• Stopnja dodajanja
• Temperatura staljenega jekla
• Čas mešanja
• Žlindra FeO ali drug indikator oksidacije
• Čas vzorčenja po dodatku
• Končna vsebnost Mn
• Dejansko pridobivanje mangana

Po zbiranju podatkov iz več ogrevanj je mogoče vzpostaviti ločene modele obnovitve za:

• Dotikanje-stopenjskih dodatkov
• LF-dodatki za rafiniranje
• Končno obrezovanje pred kontinuiranim litjem
• Različne vrste jekla
• Različne serije dobave elektrolitskega mangana

Ta pristop je učinkovitejši za zmanjševanje nihanj sestave toplote-za-toploto kot preprosto povečanje količine dodajanja.