Feromangan Cacbon Thấp (LC FeMn) — Mangan siêu thấp cacbon cho thép IF, thép điện và thép không gỉ

Feromangan là ferrohợp kim được tiêu thụ nhiều thứ hai trong luyện thép sau ferosilic, và các cấp của nó được phân biệt không phải bằng mangan mà bằng cacbon. Feromangan cao cacbon (HC FeMn) chứa 65–80% mangan với 6–7% cacbon; feromangan trung cacbon (MC FeMn) chứa 75–85% mangan với 1–1.5% cacbon; feromangan thấp cacbon (LC FeMn) chứa 80–90% mangan với 0.5% cacbon hoặc thấp hơn. Cả ba đều được sản xuất bằng cách khử cacbothermic quặng mangan trong lò điện; cấp càng ít cacbon thì càng đòi hỏi thêm các bước tinh luyện, và giá tăng lên khi cacbon giảm — tính trên mỗi đơn vị mangan, cấp cao cacbon thường rẻ hơn 30–40% so với cấp thấp cacbon. LC FeMn là cấp feromangan ít cacbon nhất, và là cấp được chỉ định khi ngân sách cacbon của mẻ chặt đến mức ngay cả 1–1.5% cacbon của cấp trung cũng sẽ đẩy nó vượt giới hạn: thép tự do nguyên tử gian vị (IF), thép điện, và thép không gỉ cùng thép ô tô siêu thấp cacbon mà ở đó cacbon phải được giữ ở mức thấp nhất. Đây là bậc cuối cùng của thang feromangan; trên đó, một vật liệu hoàn toàn khác thay thế — mangan kim loại điện phân.

Lượng cacbon trong hợp kim quan trọng vì nó cộng thẳng vào cacbon của thép. Trong các mác siêu thấp cacbon, cacbon cuối cùng được đo bằng phần trăm của một phần trăm, vì vậy lượng cacbon của lần bổ sung mangan cuối cùng là một thành phần bậc nhất của hóa học, không phải là làm tròn. Đó là lý do thực hành bổ sung mangan chia làm hai giai đoạn: phần lớn mangan được đưa vào dưới dạng HC hoặc MC FeMn trong lò hoặc trong khi rót, lúc mà cacbon của nó vô hại hoặc thậm chí được mong muốn; và bước chỉnh mangan cuối cùng trong lò gáo dùng LC FeMn, để lần bổ sung cuối không thể đẩy mẻ vượt giới hạn cacbon. Ở nơi mà ngay cả 0.5% cacbon của LC FeMn cũng là quá nhiều — các mác điện và thép sạch nghiêm ngặt nhất — nhà máy thép chuyển sang mangan kim loại điện phân (ít nhất 99.7% mangan với cacbon dưới 0.04%), vật liệu gần như không mang cacbon. LC FeMn nằm ở giữa hai thứ đó: rẻ hơn mangan kim loại tính trên mỗi đơn vị mangan và vẫn không phá vỡ ngân sách cacbon, điều đó khiến nó thành lựa chọn tiêu chuẩn cho các chương trình IF và thép vuốt sâu. Tỷ lệ thu hồi trong vai trò chỉnh cuối này là cao nhất trong lộ trình — 95–100% trong lò gáo, so với 90–98% trong EAF và 85–95% trong BOF — vì sự khuấy trộn được kiểm soát và điều kiện xỉ trong gáo ngăn mangan bị oxy hóa lại.

Mangan đảm nhiệm hai vai trò trong những mẻ này y hệt như trong mọi mẻ. Là chất khử oxy, nó tạo oxit mangan (MnO) có điểm nóng chảy thấp hơn silica hay alumina, vì vậy oxit này dễ dàng kết hợp với các sản phẩm khử oxy khác thành tạp chất lỏng nổi lên khỏi bể; là chất tạo sulfide, nó gắn lưu huỳnh thành sulfide mangan (MnS) thay vì sulfide sắt giòn (FeS), ngăn giòn nóng trong khi cán. Trong dung dịch rắn, cứ 0.1% mangan được bổ sung đóng góp khoảng 5–6 MPa giới hạn chảy và cải thiện khả năng tôi. Điều thay đổi ở đầu thấp cacbon là giới hạn mà chính hợp kim phải nằm trong đó: photpho không thể loại bỏ trong quá trình luyện thép và tích tụ trong thép tái chế, vì vậy trần chất lượng cao 0.15% — so với 0.30% cho vật liệu tiêu chuẩn — chính là điều giữ một chương trình thép sạch được sạch, và lưu huỳnh được giữ ở 0.03% hoặc thấp hơn để gánh nặng khử lưu huỳnh vẫn thấp. Kích thước hạt theo điểm bổ sung — cục 10–50 mm cho lò gáo và công việc đúc, mịn 0–10 mm cho định lượng và trộn — và vì lượng bổ sung nhỏ và muộn, giá của một lô xấu lập tức hiện lên trong phân tích cuối.

Vì không có lần thứ hai ở cuối chuỗi, kỷ luật xác minh chặt hơn so với bổ sung theo khối. Mỗi lô phải được đối chiếu với chứng nhận phân tích của nó: mangan và cacbon so với dải của cấp — sự khác biệt HC/MC/LC mang tính quyết định đối với quy trình và phải được ghi lại chính xác qua toàn bộ chuỗi cung ứng — photpho và lưu huỳnh so với trần của các nguyên tố tạp chất, và phân bố kích thước so với đơn đặt hàng. Sự nhất quán thành phần từ lô này sang lô khác, lịch giao hàng khớp với mức tiêu thụ (các nhà máy trong những chương trình này thường chạy theo cửa sổ giao hàng tức thời từ hai đến bốn tuần), kiểm soát quá trình thống kê trên hóa học và kích thước hạt, và một hệ thống chất lượng có tài liệu được hỗ trợ bởi các đợt đánh giá định kỳ — đó là những gì khiến bước chỉnh cuối trở nên có thể dự đoán; phần lớn các nhà máy tiêu thụ mangan ở quy mô lớn cũng duy trì một nguồn cung cấp thứ hai được chứng nhận, vừa để có lợi thế đàm phán giá vừa để tăng khả năng chống chịu nguồn cung. KHAKI TRADING CO., LIMITED cung cấp feromangan thấp cacbon trong danh mục 32 nhóm sản phẩm phục vụ hơn 80 quốc gia, cùng chứng nhận phân tích và hỗ trợ kỹ thuật bằng 17 ngôn ngữ, đáp ứng yêu cầu mua hàng và luyện kim của các nhà máy thép.