Ферромарганец FeMn90C20: состав, фракции и применение в металлургии
Ферромарганец FeMn90C20 — среднеуглеродистый ферросплав, выплавляемый по ГОСТ 4755-91. Массовая доля марганца в марке — не менее 90 %, углерода — не более 0,20 %. Сочетание высокой концентрации Mn с ограниченным содержанием C обеспечивает эффективное раскисление и легирование стали без существенного насыщения расплава углеродом. Сплав получают силикотермическим восстановлением марганцевой руды в дуговых печах с последующей разливкой в изложницы и дроблением на товарные фракции.
Химический состав и физические свойства
Регламентируемые показатели марки FeMn90C20:
- Mn — 90,0–92,0 %;
- C — не более 0,20 %;
- Si — не более 1,0 %;
- P — не более 0,10 %;
- S — не более 0,03 %;
- Fe — остальное.
Температура плавления сплава — 1250–1300 C, плотность — 7,2–7,4 г/см. Ограниченное содержание фосфора критично для производства низкофосфористых марок стали, а низкий кремний предотвращает дополнительное внесение Si в металл при легировании. Насыпная плотность дробленого ферромарганца зависит от фракции и составляет 3,2–3,8 т/м.
Фракционный состав
Товарный FeMn90C20 поставляется в виде дробленого и сортированного материала. Стандартные фракции:
| Фракция, мм | Насыпная плотность, т/м | Применение | Упаковка | Влажность, % |
|---|---|---|---|---|
| 0–2 | 3,2–3,4 | Порошковая проволока, инжекция | Биг-бэг 1 т | 0,5 |
| 2–5 | 3,3–3,5 | Ковшовая обработка стали | Биг-бэг 1 т | 0,5 |
| 5–25 | 3,4–3,6 | Загрузка в дуговые печи | Контейнер, навал | 0,5 |
| 10–50 | 3,5–3,7 | Легирование в печи | Навал | 0,5 |
| 25–100 | 3,6–3,8 | Вакуумная дегазация | Навал | 0,5 |
Технологические задачи в металлургии
FeMn90C20 применяют преимущественно на заключительных стадиях металлургического передела, когда требуется довести содержание марганца до марочного диапазона без превышения лимита по углероду. Основные технологические операции:
- раскисление и легирование конструкционных и трубных сталей в ковше;
- обработка стали на установках «ковш-печь» (УКП) и вакуумных дегазаторах;
- производство низкоуглеродистых марок для холоднокатаного листа и автолиста;
- легирование высокомарганцевых сталей (Гадфильда) при корректировке состава;
- введение марганца через порошковую проволоку при внепечной обработке.
При обработке на УКП ферромарганец вводят в ковш после предварительного раскисления алюминием. Усвоение марганца составляет 90–95 % при температуре металла 1580–1620 C. Для стали с содержанием углерода менее 0,08 % использование FeMn90C20 позволяет избежать науглероживания, характерного для высокоуглеродистого FeMn78C75.
Области применения
Сплав востребован в следующих сегментах:
- металлургические комбинаты полного цикла — легирование трубных марок стали класса прочности К52–К65;
- электросталеплавильные цеха — производство подшипниковых и нержавеющих сталей;
- литейные производства — модифицирование чугуна и стали в индукционных печах;
- сварочное производство — изготовление электродов и порошковой проволоки;
- машиностроение — стали для тяжелонагруженных деталей (валы, зубчатые колёса, оси).
Условия хранения и транспортировки
Ферромарганец FeMn90C20 хранят в закрытых складах с относительной влажностью не более 75 %. При длительном хранении на открытых площадках возможно увлажнение и окисление мелких фракций, что снижает усвоение марганца. Транспортировка осуществляется железнодорожным и автомобильным транспортом навалом или в биг-бэгах. Перед загрузкой в печь или ковш рекомендуется прокалка при 300–400 C для удаления влаги.
Вопросы и ответы
Чем FeMn90C20 отличается от FeMn78C75?
FeMn90C20 содержит не менее 90 % марганца и не более 0,20 % углерода, тогда как FeMn78C75 — 78 % Mn и до 7,5 % C. Среднеуглеродистый сплав применяют для легирования низкоуглеродистых марок стали, где науглероживание недопустимо.
Какое усвоение марганца обеспечивает FeMn90C20 при внепечной обработке?
При вводе в ковш после раскисления алюминием усвоение составляет 90–95 %. На усвоение влияют температура металла, фракция сплава и способ ввода (навал, биг-бэг, порошковая проволока).
Какая фракция FeMn90C20 подходит для порошковой проволоки?
Для порошковой проволоки используют фракцию 0–2 мм с влажностью не более 0,5 %. Мелкая фракция обеспечивает равномерное заполнение оболочки и стабильную подачу при инжекции в расплав.
Какой стандарт регламентирует поставку FeMn90C20?
Поставка осуществляется по ГОСТ 4755-91. Стандарт устанавливает требования к химическому составу, гранулометрическому составу и методам испытаний ферромарганца.
