زومیت

با پیشرفت علم و فناوری، ابزار و تجهیزات مورد استفاده در فرآیند تولید نیز پیشرفت زیادی داشته است. یکی از موادی که در دوران اخیر بسیار مورد استفاده قرار گرفته است فروآلیاژها هستند. از این فروآلیاژها در تولید آلیاژهای مختلف استفاده می شود و همین امر باعث افزایش محبوبیت آنها شده است. یکی از پرکاربردترین فروآلیاژها در صنعت فولاد فرو سیلیس و منگنز است. در این مقاله قصد داریم در مورد این فروآلیاژ بیشتر بحث کنیم.



فروسیلیکو منگنز چیست؟
فروسیلیکو منگنز (FeSiMn) فروآلیاژی است که حاوی سیلیکون و منگنز است. این فروآلیاژ دارای مقدار زیادی منگنز در ترکیب خود است که با حرارت دادن و مخلوط کردن سنگ منگنز با سیلیسیم در کوره قابل استخراج است. این آلیاژ معمولاً بین 12 تا 16 درصد سیلیکون و بین 50 تا 70 درصد منگنز دارد. از آنجایی که دو عنصر سیلیکون و منگنز در فروسیلیکو منگنز وجود دارند، خواص ویژه خود را به این فروآلیاژ داده اند.
بنابراین، فرو سیلیس و منگنز می تواند به عنوان یک افزودنی در تولید فولاد کم کربن استفاده شود.سیلیس منگنز می تواند سیلیکون اضافی مورد نیاز در فرآیند تولید را اضافه کند و از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری کند. علاوه بر این، استفاده از این ماده باعث بهبود برخی از خواص مکانیکی فولاد رومیزی می شود. از دیگر عناصر موجود در فروسیلیکو منگنز می توان به آهن، فسفر و کربن اشاره کرد.
نوع دیگری از این ماده به نام فروسیلیکو منگنز کم کربن شناخته می شود که حاوی منگنز، سیلیکون، آهن، فسفر، کربن و گوگرد است. شکل ظاهری این دستگاه به صورت یک توده فلز است که دارای زنگ ارغوانی نقره ای است. این ماده جامد و بی بو است. فرو سیلیکو منگنز معمولاً عاری از ناخالصی است و می توان آن را به صورت خرد شده تهیه کرد.

آشنایی با مفهوم فروآلیاژها
از فروآلیاژها در تولید آلیاژهای مختلف در صنعت استفاده می شود. نام های دیگر این مواد هاردر یا آمیجان است و به دلیل مزایا و کارایی که دارند در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند. به طور کلی می توان گفت فروآلیاژ ماده ای با وزن بالا است و آهن یکی از عناصر اصلی آن است.از آنجایی که افزودن عناصر در حالی که خالص هستند باعث افزایش اکسیداسیون و ایجاد وقفه در فرآیند تولید می شود، بهتر است از آلیاژهای مخصوص استفاده شود. از سوی دیگر، ورود سرب و استفاده از فروآلیاژها در اجزای مختلف، باعث کاهش امتیاز شده است که باعث تسریع در روند تولید خواهد شد.
همچنین باید توجه داشت که اختلاط عناصر خالص با یکدیگر می تواند منجر به از بین رفتن تعادل حرارتی مورد نیاز کوره های فلزی و اتلاف انرژی زیادی برای راه اندازی کوره شود. اگر تمام موارد ذکر شده در این بخش را در نظر بگیرید، به راحتی متوجه خواهید شد که چرا استفاده از فروآلیاژهایی مانند فروسیلیلو منگنز در صنعت رواج یافته است و چگونه می توانند روند تولید را تسریع کنند.

فرآیند تولید فروسیلیکو منگنز
فروآلیاژها معمولاً از احیای مواد فلزی، معمولاً اکسیدها، تولید می شوند. از مهم ترین روش های تولید فروآلیاژ می توان به موارد زیر اشاره کرد:
تولید کربن با کمک انرژی الکتریکی در کوره قوس الکتریکی
تولید فلزات با احیای فلزات داغ، معمولاً آلومینیوم و سیلیکون
فرومنگنز با کیفیت بالا با احیای سنگ معدن منگنز توسط کربن در کوره برقی یا کوره بلند تولید می شود.فرومنگنز متوسط یا کم کربن با پالایش فرومنگنز با عیار بالا یا استفاده از سیلیسیم منگنز به عنوان ماده اولیه تولید می شود. از آنجایی که در فرآیند تولید فرو سیلیس و منگنز از فرو منگنز و فرو سیلیسیم استفاده می شود، فرآیند تولید در کوره های فرومنگنز با محتوای کربن بالا انجام خواهد شد. همچنین باید بدانید که به دلیل وجود عناصر سیلیکونی در ترکیب فروسیلیکو منگنز، فرآیند تولید آن پیچیده تر از فرومنگنز خواهد بود. زیرا به دمای بالاتری نیاز دارد.
در فرآیند تولید فرو سیلیس و منگنز، استفاده از سرباره ای که از فرآیند تولید فرومنگنز با کیفیت بالا تولید می شود، ضروری است. از آنجایی که این چربی حاوی حدود 40 درصد اکسید منگنز است، می توان آن را ماده ای بر پایه منگنز دانست. متخصصان از ماسه یا کوارتز برای تولید سیلیکون مورد نیاز در فرآیند تولید فروسیلیکومنگنز استفاده می کنند. همچنین برای احیای این مواد باید از کربن استفاده کرد. به همین دلیل به همه مواد کک نیز اضافه می شود، اکنون کافی است در دمای بالا آهن را به ترکیب اضافه کنیم تا فروسیلیکو منگنز به دست آید.

خواص فروسیلیکو منگنز
اگر بخواهیم بیشتر در مورد این ماده بدانیم، باید در مورد خواص آن صحبت کنیم. یکی از دلایل محبوبیت استفاده از این ابزار در صنعت این است که دارای خواص بسیار زیادی است. از مهمترین خواص فروسیلیکو منگنز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
این ماده در آب، روغن یا الکل نامحلول است.
فروسیلیکو منگنز را می توان به صورت سنگ فلزی با رنگ بنفش و بدون بو به دست آورد.
استفاده از آن به دلیل وجود سیلیکون و منگنز مقرون به صرفه است و در حال حاضر دومین فروآلیاژ پرمصرف در جهان است.
چگالی این ماده 1/6 گرم بر سانتی متر مکعب است و دمای ذوب آن در بازه 1060 تا 1350 است که دلیل این تغییر دمای ذوب وجود ترکیبات مختلف است.
فروسیلیکو منگنز به عنوان غیر خطرناک و غیر قابل اشتعال طبقه بندی می شود. نقطه اشتعال این ماده بیش از 93 درجه سانتیگراد است.
استفاده از این ماده باعث می شود که فولاد خواص بهتری داشته باشد و آلودگی کلی فولاد را کاهش دهد.
این ماده را می توان در سه گرید مختلف ساخت و عمدتاً در کربن کم و زیاد موجود است.فروسیلیکو منگنز مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد.
استفاده از آن می تواند منجر به کاهش دمای مورد نیاز و همچنین افزایش راندمان در دماهای پایین تر شود.
این فروآلیاژ در شرایط عادی از نظر شیمیایی پایدار است.
از تماس با رطوبت، اسیدها یا بازهای قلیایی باید اجتناب شود. زیرا گازهای قابل اشتعال مانند هیدروژن و گازهای سمی مانند آرسنیک و فسفین تولید خواهد کرد.

کاربردهای فروسیلیکو منگنز
فرو سیلیس منگنز به دلیل ترکیبات خاص خود کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. امروزه این عنصر در صنعت فولاد به صورت گسترده تولید می شود که در زیر قابل مشاهده است.
کربن زدایی فولاد و سایر آلیاژهای منگنز
اکسیژن زدایی و آلیاژسازی فولاد
کاهش آلاینده های آهن مانند گوگرد، فسفر و نیتروژن
سختی فولاد افزایش یافت
در صورت اضافه کردن مواد مختلف به فولاد، می توان به جای فروسیلیس و فرومنگنز، فروسیلیکومگنز را معرفی کرد. سیلیکون و منگنز بسته به مقدار اضافه شده و ترکیب با سایر عناصر آلیاژی، می توانند نقش مهمی در خواص نهایی فولاد نهایی داشته باشند.از منگنز و سیلیکون به عنوان عناصری برای کاهش اکسیداسیون آهن، حذف گوگرد استفاده می شود و وجود چنین عواملی آن را به یکی از عناصر مهم در تولید فولاد تبدیل کرده است. سیلیکون را می توان اولین ماده ای دانست که باعث از بین رفتن اکسیداسیون می شود.
منگنز نیز اکسید کننده ملایم تری نسبت به سیلیکون است، اما اثربخشی آن به دلیل وجود سیلیکات منگنز و آلومینات پایدار افزایش می یابد. از طرفی می توان از آن به عنوان یکی از عوامل گوگرد نیز استفاده کرد. استفاده از منگنز به عنوان یکی از عناصر اصلی آهن همچنان رایج است. اهمیت اصلی این ماده این است که می تواند ساختار فولاد- کربن را تحت تاثیر قرار دهد و در نتیجه استحکام فولاد و سختی آن را افزایش دهد.

اندازه استاندارد فروسیلیکون منگنز صنعت
فروسیلیکو منگنز را می توان به شکل یک فلز بنفش رنگ به دست آورد. این ماده جامد و بی بو عاری از ناخالصی های خارجی مانند عناصر چربی و غیرفلزی می باشد. ندارد و اغلب به صورت خرد شده و فیلتر شده عرضه می شود. اندازه های متداول فروسیلیکو منگنز به شرح زیر است:
اندازه 20 تا 80 میلی متر کمتر از 10 درصد
10 تا 50 میلی متر با اندازه کمتر از 10 درصد
3 تا 25 میلی متر با اندازه کمتر از 5 درصد
همچنین حداکثر میزان این سه مورد حداکثر 10 درصد خواهد بود.این مواد به صورت فله و معمولا در کیسه های بزرگ بسته بندی می شود.

با پیشرفت علم و فناوری، ابزار و تجهیزات مورد استفاده در فرآیند تولید نیز پیشرفت زیادی داشته است. یکی از موادی که در دوران اخیر بسیار مورد استفاده قرار گرفته است فروآلیاژها هستند. از این فروآلیاژها در تولید آلیاژهای مختلف استفاده می شود و همین امر باعث افزایش محبوبیت آنها شده است. یکی از پرکاربردترین فروآلیاژها در صنعت فولاد فرو سیلیس و منگنز است. در این مقاله قصد داریم در مورد این فروآلیاژ بیشتر بحث کنیم.



فروسیلیکو منگنز چیست؟
فروسیلیکو منگنز (FeSiMn) فروآلیاژی است که حاوی سیلیکون و منگنز است. این فروآلیاژ دارای مقدار زیادی منگنز در ترکیب خود است که با حرارت دادن و مخلوط کردن سنگ منگنز با سیلیسیم در کوره قابل استخراج است. این آلیاژ معمولاً بین 12 تا 16 درصد سیلیکون و بین 50 تا 70 درصد منگنز دارد. از آنجایی که دو عنصر سیلیکون و منگنز در فروسیلیکو منگنز وجود دارند، خواص ویژه خود را به این فروآلیاژ داده اند.
بنابراین، فرو سیلیس و منگنز می تواند به عنوان یک افزودنی در تولید فولاد کم کربن استفاده شود.سیلیس منگنز می تواند سیلیکون اضافی مورد نیاز در فرآیند تولید را اضافه کند و از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری کند. علاوه بر این، استفاده از این ماده باعث بهبود برخی از خواص مکانیکی فولاد رومیزی می شود. از دیگر عناصر موجود در فروسیلیکو منگنز می توان به آهن، فسفر و کربن اشاره کرد.
نوع دیگری از این ماده به نام فروسیلیکو منگنز کم کربن شناخته می شود که حاوی منگنز، سیلیکون، آهن، فسفر، کربن و گوگرد است. شکل ظاهری این دستگاه به صورت یک توده فلز است که دارای زنگ ارغوانی نقره ای است. این ماده جامد و بی بو است. فرو سیلیکو منگنز معمولاً عاری از ناخالصی است و می توان آن را به صورت خرد شده تهیه کرد.

آشنایی با مفهوم فروآلیاژها
از فروآلیاژها در تولید آلیاژهای مختلف در صنعت استفاده می شود. نام های دیگر این مواد هاردر یا آمیجان است و به دلیل مزایا و کارایی که دارند در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند. به طور کلی می توان گفت فروآلیاژ ماده ای با وزن بالا است و آهن یکی از عناصر اصلی آن است.از آنجایی که افزودن عناصر در حالی که خالص هستند باعث افزایش اکسیداسیون و ایجاد وقفه در فرآیند تولید می شود، بهتر است از آلیاژهای مخصوص استفاده شود. از سوی دیگر، ورود سرب و استفاده از فروآلیاژها در اجزای مختلف، باعث کاهش امتیاز شده است که باعث تسریع در روند تولید خواهد شد.
همچنین باید توجه داشت که اختلاط عناصر خالص با یکدیگر می تواند منجر به از بین رفتن تعادل حرارتی مورد نیاز کوره های فلزی و اتلاف انرژی زیادی برای راه اندازی کوره شود. اگر تمام موارد ذکر شده در این بخش را در نظر بگیرید، به راحتی متوجه خواهید شد که چرا استفاده از فروآلیاژهایی مانند فروسیلیلو منگنز در صنعت رواج یافته است و چگونه می توانند روند تولید را تسریع کنند.

فرآیند تولید فروسیلیکو منگنز
فروآلیاژها معمولاً از احیای مواد فلزی، معمولاً اکسیدها، تولید می شوند. از مهم ترین روش های تولید فروآلیاژ می توان به موارد زیر اشاره کرد:
تولید کربن با کمک انرژی الکتریکی در کوره قوس الکتریکی
تولید فلزات با احیای فلزات داغ، معمولاً آلومینیوم و سیلیکون
فرومنگنز با کیفیت بالا با احیای سنگ معدن منگنز توسط کربن در کوره برقی یا کوره بلند تولید می شود.فرومنگنز متوسط یا کم کربن با پالایش فرومنگنز با عیار بالا یا استفاده از سیلیسیم منگنز به عنوان ماده اولیه تولید می شود. از آنجایی که در فرآیند تولید فرو سیلیس و منگنز از فرو منگنز و فرو سیلیسیم استفاده می شود، فرآیند تولید در کوره های فرومنگنز با محتوای کربن بالا انجام خواهد شد. همچنین باید بدانید که به دلیل وجود عناصر سیلیکونی در ترکیب فروسیلیکو منگنز، فرآیند تولید آن پیچیده تر از فرومنگنز خواهد بود. زیرا به دمای بالاتری نیاز دارد.
در فرآیند تولید فرو سیلیس و منگنز، استفاده از سرباره ای که از فرآیند تولید فرومنگنز با کیفیت بالا تولید می شود، ضروری است. از آنجایی که این چربی حاوی حدود 40 درصد اکسید منگنز است، می توان آن را ماده ای بر پایه منگنز دانست. متخصصان از ماسه یا کوارتز برای تولید سیلیکون مورد نیاز در فرآیند تولید فروسیلیکومنگنز استفاده می کنند. همچنین برای احیای این مواد باید از کربن استفاده کرد. به همین دلیل به همه مواد کک نیز اضافه می شود، اکنون کافی است در دمای بالا آهن را به ترکیب اضافه کنیم تا فروسیلیکو منگنز به دست آید.

خواص فروسیلیکو منگنز
اگر بخواهیم بیشتر در مورد این ماده بدانیم، باید در مورد خواص آن صحبت کنیم. یکی از دلایل محبوبیت استفاده از این ابزار در صنعت این است که دارای خواص بسیار زیادی است. از مهمترین خواص فروسیلیکو منگنز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
این ماده در آب، روغن یا الکل نامحلول است.
فروسیلیکو منگنز را می توان به صورت سنگ فلزی با رنگ بنفش و بدون بو به دست آورد.
استفاده از آن به دلیل وجود سیلیکون و منگنز مقرون به صرفه است و در حال حاضر دومین فروآلیاژ پرمصرف در جهان است.
چگالی این ماده 1/6 گرم بر سانتی متر مکعب است و دمای ذوب آن در بازه 1060 تا 1350 است که دلیل این تغییر دمای ذوب وجود ترکیبات مختلف است.
فروسیلیکو منگنز به عنوان غیر خطرناک و غیر قابل اشتعال طبقه بندی می شود. نقطه اشتعال این ماده بیش از 93 درجه سانتیگراد است.
استفاده از این ماده باعث می شود که فولاد خواص بهتری داشته باشد و آلودگی کلی فولاد را کاهش دهد.
این ماده را می توان در سه گرید مختلف ساخت و عمدتاً در کربن کم و زیاد موجود است.فروسیلیکو منگنز مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد.
استفاده از آن می تواند منجر به کاهش دمای مورد نیاز و همچنین افزایش راندمان در دماهای پایین تر شود.
این فروآلیاژ در شرایط عادی از نظر شیمیایی پایدار است.
از تماس با رطوبت، اسیدها یا بازهای قلیایی باید اجتناب شود. زیرا گازهای قابل اشتعال مانند هیدروژن و گازهای سمی مانند آرسنیک و فسفین تولید خواهد کرد.

کاربردهای فروسیلیکو منگنز
فرو سیلیس منگنز به دلیل ترکیبات خاص خود کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. امروزه این عنصر در صنعت فولاد به صورت گسترده تولید می شود که در زیر قابل مشاهده است.
کربن زدایی فولاد و سایر آلیاژهای منگنز
اکسیژن زدایی و آلیاژسازی فولاد
کاهش آلاینده های آهن مانند گوگرد، فسفر و نیتروژن
سختی فولاد افزایش یافت
در صورت اضافه کردن مواد مختلف به فولاد، می توان به جای فروسیلیس و فرومنگنز، فروسیلیکومگنز را معرفی کرد. سیلیکون و منگنز بسته به مقدار اضافه شده و ترکیب با سایر عناصر آلیاژی، می توانند نقش مهمی در خواص نهایی فولاد نهایی داشته باشند.از منگنز و سیلیکون به عنوان عناصری برای کاهش اکسیداسیون آهن، حذف گوگرد استفاده می شود و وجود چنین عواملی آن را به یکی از عناصر مهم در تولید فولاد تبدیل کرده است. سیلیکون را می توان اولین ماده ای دانست که باعث از بین رفتن اکسیداسیون می شود.
منگنز نیز اکسید کننده ملایم تری نسبت به سیلیکون است، اما اثربخشی آن به دلیل وجود سیلیکات منگنز و آلومینات پایدار افزایش می یابد. از طرفی می توان از آن به عنوان یکی از عوامل گوگرد نیز استفاده کرد. استفاده از منگنز به عنوان یکی از عناصر اصلی آهن همچنان رایج است. اهمیت اصلی این ماده این است که می تواند ساختار فولاد- کربن را تحت تاثیر قرار دهد و در نتیجه استحکام فولاد و سختی آن را افزایش دهد.

اندازه استاندارد فروسیلیکون منگنز صنعت
فروسیلیکو منگنز را می توان به شکل یک فلز بنفش رنگ به دست آورد. این ماده جامد و بی بو عاری از ناخالصی های خارجی مانند عناصر چربی و غیرفلزی می باشد. ندارد و اغلب به صورت خرد شده و فیلتر شده عرضه می شود. اندازه های متداول فروسیلیکو منگنز به شرح زیر است:
اندازه 20 تا 80 میلی متر کمتر از 10 درصد
10 تا 50 میلی متر با اندازه کمتر از 10 درصد
3 تا 25 میلی متر با اندازه کمتر از 5 درصد
همچنین حداکثر میزان این سه مورد حداکثر 10 درصد خواهد بود.این مواد به صورت فله و معمولا در کیسه های بزرگ بسته بندی می شود.