اخبار فناوری

با پیشرفت علم و فناوری، مواد و تجهیزات مورد استفاده در فرآیند تولید نیز پیشرفت چشمگیری داشته است. یکی از این مواد که اخیراً به شدت مورد استفاده قرار گرفته است فروآلیاژ است. از این فروآلیاژها برای تولید انواع آلیاژها استفاده می شود و همین امر باعث افزایش محبوبیت آنها شده است. یکی از متداول ترین فروآلیاژهای قابل استفاده در صنعت فولاد فرو سیلیس و منگنز است. در این مقاله قصد داریم در مورد این فروآلیاژ بیشتر صحبت کنیم.



فروسیلیکو منگنز چیست؟
فروسیلیکو منگنز (FeSiMn) فروآلیاژی است که حاوی سیلیکون و منگنز است. این فروآلیاژ دارای مقدار زیادی منگنز در ترکیب خود می باشد که با حرارت دادن و اختلاط سنگ منگنز با سیلیسیم در کوره ها به دست می آید. این آلیاژ معمولاً بین 12 تا 16 درصد سیلیکون و بین 50 تا 70 درصد منگنز دارد. از آنجایی که هر دو عنصر سیلیکون و منگنز در فروسیلیکو منگنز وجود دارند، خواص خاص خود را به این فروآلیاژ داده اند.
بنابراین، فرو سیلیس و منگنز می تواند به عنوان کمک پرکننده برای تولید فولاد کم کربن استفاده شود.سیلیکون منگنز می تواند سیلیکون اضافی لازم را به فرآیند تولید اضافه کند و از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری کند. علاوه بر این، استفاده از این ماده باعث بهبود برخی خواص مکانیکی فولاد رومیزی می شود. آهن، فسفر و کربن را می توان از دیگر مواد موجود در فروسیلیکو منگنز نام برد.
نوع دیگری از این ماده به نام فرو سیلیکومنگنز کم کربن شناخته می شود که حاوی منگنز، سیلیکون، آهن، فسفر، کربن و گوگرد است. شکل ظاهری این ماده به صورت توده های فلزی است که دارای زنگ خاکستری 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 واژه فروآلیاژ
از فروآلیاژها برای تولید آلیاژهای مختلف در صنعت استفاده می شود. نام دیگر این مواد هاردر یا آمیجان است و به دلیل مزایا و عملکرد فوق العاده در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند. به طور کلی می توان گفت فروآلیاژ ماده ای است که درصد وزنی بالایی دارد و آهن یکی از اجزای 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 طرفی با افزودن آلیاژ و استفاده از فروآلیاژهای عناصر مختلف، نقطه ذوب کاهش می یابد که باعث تسریع روند تولید می شود.
همچنین باید توجه داشت که ترکیب متقابل عناصر خالص می تواند منجر به از بین رفتن تعادل حرارتی لازم در کوره های آلیاژی شود و انرژی زیادی برای کارکرد کوره مصرف کند. با توجه به تمام آنچه در این بخش گفته شد، می توانید به راحتی متوجه شوید که چرا استفاده از فروآلیاژهایی مانند فروسیلیکو منگنز در صنعت بسیار رایج شده است و چگونه می توانند روند تولید را تسریع کنند.


کاربرد فروسیلیکو منگنز
فرو سیلیس و منگنز به دلیل داشتن ترکیبات خاص، کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. امروزه این عنصر در صنعت فولاد به صورت گسترده تولید می شود که در زیر قابل مشاهده است.کاهش حلالیت کربن در فولادها و سایر آلیاژهای منگنز
اکسیژن زدایی و آلیاژسازی فولاد
کاهش ناخالصی های فولاد مانند گوگرد، فسفر و نیتروژن
افزایش سختی فولاد
در صورت اضافه کردن مواد مختلف به فولاد، فروسیلیکو منگنز را می توان به عنوان جایگزین فروسیلیس و فرومنگنز معرفی کرد. سیلیکون و منگنز هر دو بسته به مقدار اضافه شده و ترکیب با سایر عناصر آلیاژی می توانند نقش بسیار مهمی در خواص نهایی فولاد تولیدی داشته باشند. منگنز و سیلیکون نیز به عنوان عناصری برای کاهش اکسیداسیون در فولاد، حذف گوگرد استفاده می شود و وجود چنین عواملی آن را به یکی از آلیاژهای مهم در تولید فولاد تبدیل کرده است. سیلیکون را می توان ماده اولیه ای دانست که باعث از بین رفتن اکسیداسیون می شود.
منگنز نیز اکسید کننده ملایم تری نسبت به سیلیکون است، اما به دلیل وجود سیلیکات های منگنز و آلومینات های پایدار، کارایی را افزایش می دهد. از طرفی می توان از آن به عنوان یکی از عوامل تولید گوگرد نیز استفاده کرد. استفاده از منگنز به عنوان یکی از آلیاژهای اصلی فولاد همچنان بسیار رایج است. اهمیت اصلی این ماده در این است که می تواند اثر اصلاحی بر روی سیستم آهن-کربن داشته باشد و در نتیجه استحکام فولاد و سختی آن را افزایش دهد.

فرآیند تولید فروسیلیکو منگنز
فروآلیاژها معمولاً با احیای یک سنگ معدن فلزی، معمولاً یک اکسید تولید می شوند. از مهم ترین روش های تولید فروآلیاژ می توان به موارد زیر اشاره کرد:
تولید کربن با افزودن برق در کوره های قوس الکتریکی
تولید فلزات با احیای حرارتی فلزات، معمولاً آلومینیوم و سیلیکون
فرومنگنز با کربن بالا با احیای سنگ منگنز با کربن در کوره های قوس الکتریکی یا کوره بلند تولید می شود. فرومنگنز متوسط یا کم کربن نیز با پالایش فرومنگنز با کربن بالا یا استفاده از منگنز سیلیکون به عنوان ماده خام تولید می شود. از آنجایی که در فرآیند تولید فروسیلیس و منگنز از فرو منگنز و فرو سیلیسیم استفاده می شود، فرآیند تولید آن در کوره های فرومنگنز با محتوای کربن بالا صورت می گیرد. همچنین باید بدانید که به دلیل وجود عنصر سیلیکون در ترکیب فروسیلیکو منگنز، فرآیند تولید آن در مقایسه با فرومنگنز دشوارتر خواهد بود. زیرا به دمای بالاتری نیاز خواهد داشت.
در فرآیند تولید فرو سیلیس و منگنز، استفاده از سرباره ای که از فرآیند تولید فرومنگنز با محتوای کربن بالا تولید می شود، ضروری است.از آنجایی که این سرباره حاوی حدود 40 درصد اکسید منگنز است، می توان آن را یک ماده بر پایه منگنز دانست. کارشناسان از ماسه یا کوارتز برای تولید سیلیکون مورد نیاز برای فرآیند تولید فروسیلیکو منگنز استفاده می کنند. همچنین برای احیای این مواد باید از کربن استفاده کرد. به همین دلیل به همه مواد کک اضافه می شود، اکنون کافی است آهن را در دمای بالا به ترکیبات اضافه کنیم تا فروسیلیکو منگنز به دست آید.

خواص فروسیلیکومنگنز
برای آشنایی بیشتر با این ماده، باید در مورد خواص آن صحبت کنیم. یکی از عواملی که باعث محبوبیت استفاده از این ماده در صنعت می شود، خواص فراوان آن است. از مهمترین خواص فروسیلیکو منگنز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
این ماده در آب، روغن یا الکل حل نمی شود.
فروسیلیکو منگنز به شکل سنگریزه های فلزی خاکستری نقره ای و بی بو موجود است.
استفاده از آن به دلیل وجود سیلیکون و منگنز مقرون به صرفه است و در حال حاضر دومین فروآلیاژ پر مصرف در جهان است.چگالی این ماده 1/6 گرم بر سانتی متر مکعب است و دمای ذوب آن از 1060 تا 1350 می باشد که دلیل این تغییر در محدوده دمای ذوب وجود ترکیبات مختلف است.
فروسیلیکو منگنز به عنوان غیر خطرناک و همچنین غیر قابل اشتعال طبقه بندی می شود. نقطه اشتعال این ماده بالای 93 درجه سانتیگراد است.
با استفاده از این ماده، فولاد خواص بهبود یافته ای خواهد داشت و ناخالصی فولاد را تا حد زیادی کاهش می دهد.
این ماده در سه گرید مختلف قابل تولید است و عمدتاً در کربن کم و زیاد وجود دارد.
فروسیلیکو منگنز مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد.
استفاده از آن می تواند منجر به کاهش دمای مورد نیاز و همچنین افزایش توانایی در دماهای پایین تر شود.
این فروآلیاژ در شرایط عادی از نظر شیمیایی پایدار است.
از تماس آن با رطوبت، اسیدها یا بازهای قلیایی باید اجتناب شود. زیرا باعث تشکیل گازهای بسیار قابل اشتعال مانند هیدروژن و گازهای سمی مانند آرسنیک و فسفین خواهد شد.



اندازه های استاندارد صنعتی فرو سیلیکو منگنز
فروسیلیکو منگنز به صورت توده های فلزی خاکستری نقره ای موجود است.این ماده جامد بی بو حاوی هیچ گونه آلودگی خارجی مانند سرباره و اجزای غیرفلزی نیست. وجود ندارد و معمولا به صورت له شده و الک شده عرضه می شود. اندازه استاندارد فروسیلیکو منگنز به شرح زیر است:
20 میلی متر تا 80 میلی متر با اندازه کمتر از 10 درصد
10 میلی متر تا 50 میلی متر با اندازه کمتر از 10 درصد
3 میلی متر تا 25 میلی متر با اندازه کمتر از 5 درصد
همچنین حداکثر اندازه در هر سه حالت 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، مواد و تجهیزات مورد استفاده در فرآیند تولید نیز پیشرفت چشمگیری داشته است. یکی از این مواد که اخیراً به شدت مورد استفاده قرار گرفته است فروآلیاژ است. از این فروآلیاژها برای تولید انواع آلیاژها استفاده می شود و همین امر باعث افزایش محبوبیت آنها شده است. یکی از متداول ترین فروآلیاژهای قابل استفاده در صنعت فولاد فرو سیلیس و منگنز است. در این مقاله قصد داریم در مورد این فروآلیاژ بیشتر صحبت کنیم.



فروسیلیکو منگنز چیست؟
فروسیلیکو منگنز (FeSiMn) فروآلیاژی است که حاوی سیلیکون و منگنز است. این فروآلیاژ دارای مقدار زیادی منگنز در ترکیب خود می باشد که با حرارت دادن و اختلاط سنگ منگنز با سیلیسیم در کوره ها به دست می آید. این آلیاژ معمولاً بین 12 تا 16 درصد سیلیکون و بین 50 تا 70 درصد منگنز دارد. از آنجایی که هر دو عنصر سیلیکون و منگنز در فروسیلیکو منگنز وجود دارند، خواص خاص خود را به این فروآلیاژ داده اند.
بنابراین، فرو سیلیس و منگنز می تواند به عنوان کمک پرکننده برای تولید فولاد کم کربن استفاده شود.سیلیکون منگنز می تواند سیلیکون اضافی لازم را به فرآیند تولید اضافه کند و از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری کند. علاوه بر این، استفاده از این ماده باعث بهبود برخی خواص مکانیکی فولاد رومیزی می شود. آهن، فسفر و کربن را می توان از دیگر مواد موجود در فروسیلیکو منگنز نام برد.
نوع دیگری از این ماده به نام فرو سیلیکومنگنز کم کربن شناخته می شود که حاوی منگنز، سیلیکون، آهن، فسفر، کربن و گوگرد است. شکل ظاهری این ماده به صورت توده های فلزی است که دارای زنگ خاکستری 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 واژه فروآلیاژ
از فروآلیاژها برای تولید آلیاژهای مختلف در صنعت استفاده می شود. نام دیگر این مواد هاردر یا آمیجان است و به دلیل مزایا و عملکرد فوق العاده در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند. به طور کلی می توان گفت فروآلیاژ ماده ای است که درصد وزنی بالایی دارد و آهن یکی از اجزای 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 طرفی با افزودن آلیاژ و استفاده از فروآلیاژهای عناصر مختلف، نقطه ذوب کاهش می یابد که باعث تسریع روند تولید می شود.
همچنین باید توجه داشت که ترکیب متقابل عناصر خالص می تواند منجر به از بین رفتن تعادل حرارتی لازم در کوره های آلیاژی شود و انرژی زیادی برای کارکرد کوره مصرف کند. با توجه به تمام آنچه در این بخش گفته شد، می توانید به راحتی متوجه شوید که چرا استفاده از فروآلیاژهایی مانند فروسیلیکو منگنز در صنعت بسیار رایج شده است و چگونه می توانند روند تولید را تسریع کنند.


کاربرد فروسیلیکو منگنز
فرو سیلیس و منگنز به دلیل داشتن ترکیبات خاص، کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. امروزه این عنصر در صنعت فولاد به صورت گسترده تولید می شود که در زیر قابل مشاهده است.کاهش حلالیت کربن در فولادها و سایر آلیاژهای منگنز
اکسیژن زدایی و آلیاژسازی فولاد
کاهش ناخالصی های فولاد مانند گوگرد، فسفر و نیتروژن
افزایش سختی فولاد
در صورت اضافه کردن مواد مختلف به فولاد، فروسیلیکو منگنز را می توان به عنوان جایگزین فروسیلیس و فرومنگنز معرفی کرد. سیلیکون و منگنز هر دو بسته به مقدار اضافه شده و ترکیب با سایر عناصر آلیاژی می توانند نقش بسیار مهمی در خواص نهایی فولاد تولیدی داشته باشند. منگنز و سیلیکون نیز به عنوان عناصری برای کاهش اکسیداسیون در فولاد، حذف گوگرد استفاده می شود و وجود چنین عواملی آن را به یکی از آلیاژهای مهم در تولید فولاد تبدیل کرده است. سیلیکون را می توان ماده اولیه ای دانست که باعث از بین رفتن اکسیداسیون می شود.
منگنز نیز اکسید کننده ملایم تری نسبت به سیلیکون است، اما به دلیل وجود سیلیکات های منگنز و آلومینات های پایدار، کارایی را افزایش می دهد. از طرفی می توان از آن به عنوان یکی از عوامل تولید گوگرد نیز استفاده کرد. استفاده از منگنز به عنوان یکی از آلیاژهای اصلی فولاد همچنان بسیار رایج است. اهمیت اصلی این ماده در این است که می تواند اثر اصلاحی بر روی سیستم آهن-کربن داشته باشد و در نتیجه استحکام فولاد و سختی آن را افزایش دهد.

فرآیند تولید فروسیلیکو منگنز
فروآلیاژها معمولاً با احیای یک سنگ معدن فلزی، معمولاً یک اکسید تولید می شوند. از مهم ترین روش های تولید فروآلیاژ می توان به موارد زیر اشاره کرد:
تولید کربن با افزودن برق در کوره های قوس الکتریکی
تولید فلزات با احیای حرارتی فلزات، معمولاً آلومینیوم و سیلیکون
فرومنگنز با کربن بالا با احیای سنگ منگنز با کربن در کوره های قوس الکتریکی یا کوره بلند تولید می شود. فرومنگنز متوسط یا کم کربن نیز با پالایش فرومنگنز با کربن بالا یا استفاده از منگنز سیلیکون به عنوان ماده خام تولید می شود. از آنجایی که در فرآیند تولید فروسیلیس و منگنز از فرو منگنز و فرو سیلیسیم استفاده می شود، فرآیند تولید آن در کوره های فرومنگنز با محتوای کربن بالا صورت می گیرد. همچنین باید بدانید که به دلیل وجود عنصر سیلیکون در ترکیب فروسیلیکو منگنز، فرآیند تولید آن در مقایسه با فرومنگنز دشوارتر خواهد بود. زیرا به دمای بالاتری نیاز خواهد داشت.
در فرآیند تولید فرو سیلیس و منگنز، استفاده از سرباره ای که از فرآیند تولید فرومنگنز با محتوای کربن بالا تولید می شود، ضروری است.از آنجایی که این سرباره حاوی حدود 40 درصد اکسید منگنز است، می توان آن را یک ماده بر پایه منگنز دانست. کارشناسان از ماسه یا کوارتز برای تولید سیلیکون مورد نیاز برای فرآیند تولید فروسیلیکو منگنز استفاده می کنند. همچنین برای احیای این مواد باید از کربن استفاده کرد. به همین دلیل به همه مواد کک اضافه می شود، اکنون کافی است آهن را در دمای بالا به ترکیبات اضافه کنیم تا فروسیلیکو منگنز به دست آید.

خواص فروسیلیکومنگنز
برای آشنایی بیشتر با این ماده، باید در مورد خواص آن صحبت کنیم. یکی از عواملی که باعث محبوبیت استفاده از این ماده در صنعت می شود، خواص فراوان آن است. از مهمترین خواص فروسیلیکو منگنز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
این ماده در آب، روغن یا الکل حل نمی شود.
فروسیلیکو منگنز به شکل سنگریزه های فلزی خاکستری نقره ای و بی بو موجود است.
استفاده از آن به دلیل وجود سیلیکون و منگنز مقرون به صرفه است و در حال حاضر دومین فروآلیاژ پر مصرف در جهان است.چگالی این ماده 1/6 گرم بر سانتی متر مکعب است و دمای ذوب آن از 1060 تا 1350 می باشد که دلیل این تغییر در محدوده دمای ذوب وجود ترکیبات مختلف است.
فروسیلیکو منگنز به عنوان غیر خطرناک و همچنین غیر قابل اشتعال طبقه بندی می شود. نقطه اشتعال این ماده بالای 93 درجه سانتیگراد است.
با استفاده از این ماده، فولاد خواص بهبود یافته ای خواهد داشت و ناخالصی فولاد را تا حد زیادی کاهش می دهد.
این ماده در سه گرید مختلف قابل تولید است و عمدتاً در کربن کم و زیاد وجود دارد.
فروسیلیکو منگنز مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد.
استفاده از آن می تواند منجر به کاهش دمای مورد نیاز و همچنین افزایش توانایی در دماهای پایین تر شود.
این فروآلیاژ در شرایط عادی از نظر شیمیایی پایدار است.
از تماس آن با رطوبت، اسیدها یا بازهای قلیایی باید اجتناب شود. زیرا باعث تشکیل گازهای بسیار قابل اشتعال مانند هیدروژن و گازهای سمی مانند آرسنیک و فسفین خواهد شد.



اندازه های استاندارد صنعتی فرو سیلیکو منگنز
فروسیلیکو منگنز به صورت توده های فلزی خاکستری نقره ای موجود است.این ماده جامد بی بو حاوی هیچ گونه آلودگی خارجی مانند سرباره و اجزای غیرفلزی نیست. وجود ندارد و معمولا به صورت له شده و الک شده عرضه می شود. اندازه استاندارد فروسیلیکو منگنز به شرح زیر است:
20 میلی متر تا 80 میلی متر با اندازه کمتر از 10 درصد
10 میلی متر تا 50 میلی متر با اندازه کمتر از 10 درصد
3 میلی متر تا 25 میلی متر با اندازه کمتر از 5 درصد
همچنین حداکثر اندازه در هر سه حالت حداکثر 10 درصد خواهد بود. این مواد به صورت فله و معمولا در کیسه های بزرگ بسته بندی می شود.