Feromangan Carbon Trung bình (MC FeMn) — Nguồn Mangan Ít Tăng Carbon cho Thép Kiểm soát Carbon

Feromangan là hợp kim sắt được tiêu thụ nhiều thứ hai trong luyện thép sau ferosilic, và các mác của nó được phân biệt không phải bằng mangan mà bằng carbon. Feromangan carbon cao chứa 6–7% carbon với 65–80% mangan; feromangan carbon trung bình chứa 1–1.5% carbon với 75–85% mangan; feromangan carbon thấp chứa 0.5% carbon trở xuống với 80–90% mangan. Cả ba đều được sản xuất bằng cách hoàn nguyên cacbothermic quặng mangan trong lò điện, và khác biệt nằm ở chỗ bao nhiêu carbon còn lại trong hợp kim — mác càng ít carbon càng cần thêm các bước tinh luyện, vì vậy giá tăng khi carbon giảm. Feromangan carbon trung bình phục vụ dải giữa rộng lớn: những mẻ cần mangan nhưng không thể hấp thụ lượng carbon đi kèm. Với 75–85% mangan và 1–1.5% carbon, nó đưa mangan vào mẻ mà vẫn giữ mẻ trong quy cách carbon được kiểm soát, đồng thời không buộc nhà máy phải trả chi phí của mác carbon thấp.

Carbon chính là lý do tồn tại của cách phân mác này. Hàm lượng carbon cao của HC FeMn loại nó khỏi các mác thép cực thấp carbon, nơi phải dùng mác carbon trung bình hoặc carbon thấp, và logic tương tự cũng chạy suốt các mác kiểm soát carbon — thép điện, mác không gỉ và thép ô tô cực thấp carbon — nơi ngân sách carbon của hợp kim được đo bằng phần trăm của một phần trăm. MC FeMn bao phủ phần dải đòi hỏi kiểm soát carbon chặt hơn mức HC FeMn có thể đáp ứng — một số mác HSLA và thép kỹ thuật carbon trung bình — nhưng chưa tới các quy cách khắt khe nhất, vốn thuộc về mác carbon thấp và mangan điện phân. Kinh tế học rất rõ: tính trên mỗi đơn vị mangan, HC FeMn thường rẻ hơn LC FeMn 30–40%, còn MC FeMn nằm giữa hai mác, nên việc chọn mác phải theo quy cách carbon của thép chứ không chỉ theo giá. Trong thực tế, nhiều nhà máy bổ sung mangan theo hai bước: khối lượng lớn dùng HC FeMn trong lò hoặc khi rót, nơi carbon của nó là cần thiết hoặc vô hại; bước điều chỉnh mangan cuối cùng thực hiện trong gáo với mác ít carbon hơn, để lần bổ sung cuối không thể đẩy mẻ vượt giới hạn carbon.

Mangan mang lại giá trị theo hai hướng. Là chất khử oxy, nó tạo mangan oxit (MnO) có điểm nóng chảy thấp hơn silica hay alumina, nhờ đó oxit này dễ hòa lẫn với các sản phẩm khử oxy khác thành tạp chất lỏng nổi lên khỏi bể; là chất tạo sulfide, nó cố định lưu huỳnh thành mangan sulfide (MnS) thay vì sắt sulfide giòn (FeS), và đây chính là điều ngăn hiện tượng giòn nóng khi cán và rèn. Ở dạng dung dịch rắn, mangan tăng cường độ thép khoảng 5–6 MPa giới hạn chảy cho mỗi 0.1% được thêm vào, cải thiện khả năng tôi cứng, và trong thép HSLA, 1.0–1.7% mangan phối hợp với vanadi, niobi và titan để đạt giới hạn chảy 350–690 MPa. Bổ sung mangan trước còn nâng tỷ lệ thu hồi của nhôm và silic thêm sau lên 10–20%, vì hoạt độ oxy trong bể đã giảm. Giới hạn sử dụng của mác do các tạp chất quyết định: phốtpho không thể loại bỏ trong quá trình luyện thép và tích tụ trong thép tái chế, nên trần của nó quyết định mác — 0.30% trở xuống với vật liệu tiêu chuẩn và 0.15% trở xuống với mác chất lượng cao — trong khi lưu huỳnh được giữ ở 0.03% trở xuống để gánh nặng khử lưu huỳnh vẫn thấp. Cỡ hạt được điều chỉnh theo điểm bổ sung, cục 10–50 mm cho điều chỉnh trong gáo và công việc đúc, mịn 0–10 mm cho định lượng và trộn, và tỷ lệ thu hồi phụ thuộc vào công nghệ: 95–100% khi điều chỉnh trong gáo, 90–98% ở EAF và 85–95% ở BOF.

Vì chi phí của một sai sót carbon rơi vào cả mẻ chứ không chỉ vào hợp kim, việc kiểm tra thuộc về bản thân quy cách. Mỗi lô phải được đối chiếu với giấy chứng nhận phân tích: mangan và carbon theo dải mác — sự khác biệt giữa feromangan carbon cao và carbon trung bình mang tính quyết định với quy trình và phải được ghi chép chính xác suốt chuỗi cung ứng — phốtpho và lưu huỳnh theo trần tạp chất, và phân bố cỡ hạt theo đơn đặt hàng. Ngoài giấy chứng nhận, những biến số thực sự quyết định là tính ổn định thành phần giữa các lô, lịch giao hàng khớp với mức tiêu thụ, kiểm soát quá trình thống kê đối với thành phần và cỡ hạt, và một hệ thống chất lượng có tài liệu kèm các đợt đánh giá định kỳ; phần lớn nhà máy tiêu thụ mangan ở quy mô lớn còn duy trì nguồn cung thứ hai đã được phê duyệt, vừa để có lợi thế đàm phán giá vừa để tăng khả năng chống chịu nguồn cung. KHAKI TRADING CO., LIMITED cung cấp feromangan carbon trung bình trong danh mục 32 nhóm sản phẩm phục vụ hơn 80 quốc gia, kèm giấy 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.