इस्पात उत्पादन में मैंगनीज मिश्रातु के अनुप्रयोग

मैंगनीज इस्पात उत्पादन में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला मिश्रातु तत्व है, जो साधारण कार्बन इस्पात से लेकर उन्नत उच्च-शक्ति ऑटोमोटिव इस्पात तक लगभग हर ग्रेड में मौजूद होता है। इस्पात निर्माण में मैंगनीज तीन महत्वपूर्ण कार्य करता है: यह एक शक्तिशाली ऑक्सीकरण रोधीकारक है जो घुले हुए ऑक्सीजन को बांधता है, यह सल्फर के साथ मिलकर हानिरहित मैंगनीज सल्फाइड अंतर्वेशन बनाता है (आयरन सल्फाइड के बजाय जो तड़के की भंगुरता का कारण बनता है), और यह एक ठोस-विलयन प्रबलक के रूप में कार्य करता है जो कठोरता और तन्य शक्ति दोनों को बढ़ाता है। ये अनेक भूमिकाएँ मैंगनीज मिश्रातुओं — मुख्य रूप से फेरोमैंगनीज (FeMn) और सिलिकोमैंगनीज (SiMn) — को लगभग हर इस्पात निर्माण संचालन में अपरिहार्य बनाती हैं।

उच्च-कार्बन फेरोमैंगनीज (HC FeMn), जिसमें आमतौर पर 74 से 82 प्रतिशत मैंगनीज और 6 से 8 प्रतिशत कार्बन होता है, थोक मैंगनीज मिश्रण के लिए प्रमुख ग्रेड है। इसे टैपिंग के दौरान लैडल में या लैडल फर्नेस स्टेशन में जोड़ा जाता है, जहाँ इसका उच्च घनत्व स्नान सतह के नीचे तेजी से घुलने सुनिश्चित करता है। उन इस्पातों के लिए जिनमें सख्त कार्बन नियंत्रण आवश्यक है — जैसे विद्युत इस्पात, स्टेनलेस इस्पात, या अति-निम्न-कार्बन ऑटोमोटिव ग्रेड — मध्यम-कार्बन फेरोमैंगनीज (MC FeMn, लगभग 1.5 प्रतिशत कार्बन) या निम्न-कार्बन फेरोमैंगनीज (LC FeMn, 0.5 प्रतिशत से कम कार्बन) का उपयोग किया जाता है, हालांकि काफी अधिक लागत पर। ग्रेड का चुनाव मैंगनीज प्राप्ति, कार्बन अवशोषण सहनशीलता, और हीट की समग्र लागत संरचना के बीच संतुलन पर निर्भर करता है।

सिलिकोमैंगनीज, जिसमें आमतौर पर 65 से 68 प्रतिशत मैंगनीज, 14 से 18 प्रतिशत सिलिकॉन, और लगभग 2 प्रतिशत कार्बन होता है, एक ही मिश्रण में ऑक्सीकरण रोधीकरण और मिश्रातुकरण का अनूठा संयोजन प्रदान करता है। सिलिकॉन सामग्री मजबूत ऑक्सीकरण रोधी शक्ति प्रदान करती है (फेरोसिलिकॉन के तुलनीय), जबकि मैंगनीज ऑक्सीकरण रोधीकरण और मिश्रातुकरण दोनों में योगदान देता है। यह दोहरा कार्य SiMn को शांत इस्पातों के उत्पादन के लिए विशेष रूप से आकर्षक बनाता है जहाँ अंतिम रसायन में दोनों तत्वों की आवश्यकता होती है। कई इस्पात निर्माता SiMn को अपने प्राथमिक मैंगनीज स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं और आवश्यकतानुसार अतिरिक्त फेरोसिलिकॉन के साथ सिलिकॉन संतुलन को समायोजित करते हैं, जिससे इन्वेंट्री प्रबंधन सरल होता है और आवश्यक मिश्रणों की संख्या कम होती है।

सटीक रसायन नियंत्रण के लिए, विशेष रूप से उच्च-ग्रेड इस्पातों में जहाँ सख्त मैंगनीज सीमाओं को बनाए रखना आवश्यक है, मैंगनीज-युक्त चूर्णों का कोर-तार इंजेक्शन सबसे सटीक वितरण विधि प्रदान करता है। तार को तार फीडर का उपयोग करके स्नान सतह के नीचे भेजा जाता है, जो थोक डली मिश्रणों की विशिष्ट 70 से 90 प्रतिशत प्राप्ति की तुलना में लगभग 100 प्रतिशत प्राप्ति प्रदान करता है। यह विधि लैडल फर्नेस या वैक्यूम डिगैसर में अंतिम रसायन समायोजन के लिए विशेष रूप से मूल्यवान है, जहाँ लक्ष्य मैंगनीज सामग्री को सटीक रूप से प्राप्त करना ग्रेड विशिष्टता को पूरा करने और चूकने के बीच का अंतर हो सकता है।