इस्पात निर्माण में मैंगनीज धातु पिंड का क्या कार्य है?

मैंगनीज सिल्लियांमुख्य घटक के रूप में उच्च शुद्धता वाले मैंगनीज (एमएन) से बने होते हैं:

 रचना सीमा: एमएन 95% से अधिक या उसके बराबर (एमएन95 ग्रेड), एमएन 97% से अधिक या उसके बराबर (एमएन97 ग्रेड), एमएन 99% से अधिक या उसके बराबर (एमएन99 ग्रेड), अशुद्धियाँ सी 0.1% से कम या उसके बराबर, एस 0.05% से कम या उसके बराबर, पी 0.04% से कम या उसके बराबर, Fe 2.0% से कम या उसके बराबर;

 भौतिक गुण:गलनांक 1244 डिग्री, घनत्व 7.43 ग्राम/सेमी³, चांदी जैसी ग्रे गांठें (10-50 मिमी), कमरे के तापमान पर अपेक्षाकृत भंगुर, उच्च तापमान पर अत्यधिक रासायनिक रूप से सक्रिय, कम करने की शक्ति कैल्शियम, एल्युमीनियम और सिलिकॉन के बाद दूसरे स्थान पर है;

 मुख्य लाभ:डीऑक्सीडेशन और डीसल्फराइजेशन में मजबूत सहक्रियात्मक प्रभाव, उच्च मिश्र धातु दक्षता, सिलिकॉन की तुलना में 30% - 40% कम कैल्शियम मिश्र धातु, बड़े पैमाने पर इस्पात निर्माण उत्पादन के लिए उपयुक्त।

(1) डीऑक्सीडेशन फ़ंक्शन: हल्की कमी और समावेशन अनुकूलन

मैंगनीज धातु सिल्लियों का उपयोग आमतौर पर स्टील निर्माण में "हल्के डीऑक्सीडाइज़र" के रूप में किया जाता है, अत्यधिक डीऑक्सीडेशन से बचा जाता है जो पिघले हुए स्टील को उबालने का कारण बन सकता है, साथ ही साथ समावेशन की आकृति विज्ञान को अनुकूलित करता है:

कोर प्रतिक्रिया तंत्र:

Mn + FeO → MnO + Fe (पिघले हुए स्टील में 1500-1600 डिग्री पर सहज प्रतिक्रिया)। उत्पन्न एमएनओ में पिघले हुए स्टील की तुलना में कम घनत्व होता है और यह आसानी से तैरता है और स्लैग के साथ हटा दिया जाता है; इसके अलावा, एमएनओ SiO₂ और Al₂O₃ के साथ कम गलनांक मिश्रित स्लैग (पिघलना बिंदु 1200-1300 डिग्री) बना सकता है, जिससे डीऑक्सीडेशन उत्पादों की निष्कासन दक्षता में और सुधार होता है;

मात्रात्मक डीऑक्सीडेशन प्रभाव:

0.2%-0.5% (एमएन97 ग्रेड) जोड़ने से पिघले हुए स्टील की ऑक्सीजन सामग्री को 80-100पीपीएम से 40-60पीपीएम तक कम किया जा सकता है, जिससे डीऑक्सीडेशन दक्षता ... 37.5%-50% प्राप्त हो सकती है;

तुलनात्मक लाभ:

एल्यूमीनियम और सिलिकॉन की तुलना में कमजोर कम करने वाली शक्ति, पिघले हुए स्टील के हिंसक उबलने को रोकना, जबकि सिलिकॉन और एल्यूमीनियम की डीऑक्सीडेशन दक्षता को 10% -15% तक बढ़ाना, अकेले सिलिकॉन और एल्यूमीनियम का उपयोग करने के कारण होने वाले समावेशन एकत्रीकरण से बचना;

(2) डीसल्फराइजेशन फ़ंक्शन: स्थिर डीसल्फराइजेशन और गर्म भंगुरता दमन

मैंगनीज धातु की गांठें सल्फर के साथ स्थिर यौगिक बनाकर स्टील में सल्फर की मात्रा को कम करती हैं, जिससे गर्म भंगुरता दोषों से बचा जा सकता है:

कोर प्रतिक्रिया तंत्र:

Mn + FeS → MnS + Fe, उत्पन्न MnS का गलनांक 1610 डिग्री और घुलनशीलता केवल 0.0003% (पिघले हुए स्टील में) है, पिघले हुए स्टील में लगभग अघुलनशील, आसानी से हटाने के लिए स्लैग में तैरता है;

मात्रात्मक डिसल्फराइजेशन प्रभाव:

0.3%-0.8% (एमएन97 ग्रेड) जोड़ने से पिघले हुए स्टील की सल्फर सामग्री को 0.05%-0.08% से 0.02%-0.03% तक कम किया जा सकता है, जिससे ... 40%-75% की डीसल्फराइजेशन दर प्राप्त हो सकती है; मूल मूल्य: स्टील में गर्म भंगुरता को प्रभावी ढंग से दबाता है, गर्म काम (रोलिंग, फोर्जिंग) के दौरान क्रैकिंग दर को 1.2% से 0.3% तक कम करता है, और प्रसंस्करण प्लास्टिसिटी में सुधार करता है;

सहक्रियात्मक लाभ:

जब के साथ संयोजन में प्रयोग किया जाता हैकैल्शियम सिलिकॉन मिश्र, कम सल्फर स्टील (एस 0.01% से कम या उसके बराबर) की उत्पादन आवश्यकताओं को पूरा करते हुए, डिसल्फराइजेशन दर को 80% से अधिक तक बढ़ाया जा सकता है।

(3) मिश्र धातु कार्य: प्रदर्शन वृद्धि और माइक्रोस्ट्रक्चर अनुकूलन

मैंडैक इस्पात निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण मिश्रधातु तत्वों में से एक है। ठोस समाधान सुदृढ़ीकरण और माइक्रोस्ट्रक्चर शोधन के माध्यम से, यह स्टील के यांत्रिक गुणों में व्यापक सुधार करता है:

 कोर सुदृढ़ीकरण तंत्र:

ठोस समाधान सुदृढ़ीकरण:मैंगनीज परमाणु फेराइट और पर्लाइट जाली में एकीकृत होते हैं, जिससे जाली में विकृति आती है, अव्यवस्था की गति में बाधा आती है और स्टील की ताकत और कठोरता में सुधार होता है;

सूक्ष्म संरचना शोधन:मैंगनीज स्टील के चरण परिवर्तन तापमान को कम करता है, पर्लाइट अनाज को परिष्कृत करता है, और स्टील की कठोरता और पहनने के प्रतिरोध में सुधार करता है;

 मात्रात्मक प्रदर्शन में सुधार:

निम्न मिश्र धातु संरचनात्मक इस्पात (Q355):0.8%-1.7% एमएन97 ग्रेड मैंगनीज सिल्लियां जोड़ने से तन्य शक्ति 345एमपीए से बढ़कर 410-450एमपीए हो जाती है, उपज शक्ति 20%-30% बढ़ जाती है, और प्रभाव क्रूरता (-20 डिग्री) 60जे/सेमी² से अधिक या उसके बराबर हो जाती है;

पहनें-प्रतिरोधी स्टील (एनएम450):1.5%-2.0% मैंगनीज सिल्लियां जोड़ने पर, कार्बन तत्वों के साथ मिलकर Mn₃C बनता है। कठोर चरण स्टील की कठोरता (HRC) को 25 से 45-50 तक बढ़ाता है, और पहनने के प्रतिरोध में 40%-60% तक सुधार करता है।

स्प्रिंग स्टील (60Si2Mn):0.7%-1.0% मैंगनीज सिल्लियां जोड़ने से स्टील की कठोरता और लोचदार सीमा में सुधार होता है, जिससे थकान जीवन 30%-50% बढ़ जाता है।

 कम {{0}मिश्र धातु उच्च {{1}शक्ति वाले स्टील का उत्पादन

उपयुक्त स्टील ग्रेड:Q355, Q420, Q690, आदि, मैंगनीज सिल्लियों के कुल अनुप्रयोग का 40% से अधिक के लिए जिम्मेदार;

प्रक्रिया अनुकूलता:कनवर्टर/इलेक्ट्रिक फर्नेस स्टीलमेकिंग (10-50 मिमी ब्लॉक आकार) के बाद के चरण में जोड़ा गया, अतिरिक्त राशि 0.5%-1.7%, मैंगनीज रिकवरी दर 90%-95%;

 इंजीनियरिंग मशीनरी के लिए घिसाव प्रतिरोधी स्टील और स्टील का उत्पादन

उपयुक्त स्टील ग्रेड:एनएम360, एनएम450, 15एमएनवीएन, आदि;
मात्रात्मक पैरामीटर:1.0%-2.0% Mn97 ग्रेड मैंगनीज सिल्लियां जोड़ें, स्टील की तन्यता ताकत 1000MPa से अधिक या उसके बराबर है, और पहनने का प्रतिरोध इंजीनियरिंग मशीनरी (खुदाई बाल्टी दांत, कोल्हू लाइनर) की आवश्यकताओं को पूरा करता है;

 स्प्रिंग स्टील और बियरिंग स्टील का उत्पादन

उपयुक्त स्टील ग्रेड:60Si2Mn, 50CrVA, GCr15 =आदि;

मुख्य आवश्यकताएँ:स्टील की लोच और थकान जीवन को प्रभावित करने वाली अशुद्धियों से बचने के लिए एमएन99 ग्रेड उच्च - शुद्धता वाले धात्विक मैंगनीज सिल्लियां (अशुद्धियाँ सी 0.05% से कम या उसके बराबर, पी 0.03% से कम या उसके बराबर) का चयन किया जाना चाहिए;

मात्रात्मक प्रभाव:0.7%-1.2% एमएन99 ग्रेड उत्पादों को जोड़ने पर, स्प्रिंग स्टील की लोचदार सीमा 1200 एमपीए से अधिक या उसके बराबर होती है, और असर स्टील की संपर्क थकान जीवन 10⁷ गुना से अधिक या उसके बराबर होती है;

 साधारण कार्बन स्टील के उत्पादन का उन्नयन

उपयुक्त स्टील ग्रेड:Q235, Q255, आदि;

आवेदन मूल्य:0.2%-0.5% एमएन95 ग्रेड धातु मैंगनीज सिल्लियां जोड़ने से साधारण कार्बन स्टील की तन्यता ताकत 235एमपीए से 270-290एमपीए तक बढ़ सकती है, जो भवन और यांत्रिक संरचनात्मक घटकों की ताकत आवश्यकताओं को पूरा करती है;

(1) कोर ग्रेड और अनुप्रयोग अनुकूलन तालिका

(2) मूल चयन सिद्धांत

प्रदर्शन प्राथमिकता: उच्च -अंत स्टील (स्प्रिंग स्टील, बियरिंग स्टील) एमएन99 ग्रेड उच्च शुद्धता और कम अशुद्धियाँ सुनिश्चित करता है;
लागत संतुलन: प्रदर्शन और लागत को संतुलित करने के लिए साधारण स्टील और निम्न मिश्र धातु स्टील के लिए एमएन97 ग्रेड का चयन किया जाता है;
लागत प्राथमिकता: कच्चे माल की लागत को नियंत्रित करने के लिए कम आवश्यकता वाले कार्बन स्टील के लिए एमएन95 ग्रेड का चयन किया जाता है;