フェロマンガンが製鋼合金のコストを削減する仕組み

フェロマンガンが製鋼合金のコストを削減する理由

高炭素フェロマンガンは、製鋼取鍋内で 2 つの役割を同時に果たします。鋼本来の品質を向上させ、その品質を達成するために使用される合金パッケージのコストを削減します。このグレードにはマンガンと炭素の両方が高レベルで含まれており、タッピング中または取鍋内で合金添加剤として投入され、マンガンの単位あたりのコストを抑え、熱による経済的結果を向上させながら、完成した鋼の強度と硬度を向上させます。

この組み合わせが、より高価な精製グレードが利用可能な場合でも、高炭素フェロマンガンが炭素および低合金鋼製造におけるデフォルトのマンガン添加物であり続ける理由です。節約はマーケティング上の主張ではありません。それは、グレードの化学反応と鋼中でのマンガンの挙動から直接導き出されます。

鋼中のマンガン: 強度、硬度、焼入性

マンガンは、鋼の強度と硬度を上げることができる最も安価な元素の 1 つです。溶解したマンガンにより焼入性が向上します。つまり、炭素含有量が低くなり、冷却速度が緩やかになると、特定のセクションが必要な強度レベルに達することができます。炭素含有量が低いと、溶接性と低温靱性が向上するため、マンガンの添加により、他の方法ではより多くの炭素またはより高価な合金化ルートが必要となる機械的特性が得られます。

普通炭素鋼や低合金鋼では、マンガンは残留硫黄を捕らえ、圧延中に問題が発生するのを防ぐ元素でもあります。所定の強度目標を達成するために必要な添加率が小さいため、マンガンユニットのコストが合金コスト全体に占める割合はわずかにとどまり、まさにこれが低コストのマンガンキャリアの価値を高めています。

硫黄の制御と脱酸素

マンガンは硫黄と結合して硫化マンガンを形成し、その反応により硫黄が粒界に沿って低融点の硫化鉄膜を形成するのを防ぎます。これらのフィルムは、熱間圧延中の熱割れやエッジ欠陥の古典的な原因であるため、マンガンの添加により、品質だけでなく歩留まりも保護されます。形成される硫化物介在物は、他のタイプの介在物よりも機械加工性に有利です。

マンガンはシリコンやアルミニウムよりも穏やかな脱酸素剤ですが、強力な脱酸素剤が添加される前に酸素負荷の一部を除去します。高炭素フェロマンガンが運ぶシリコンは同じ方向に作用するため、合金コストの一部は個別の脱酸添加の節約として効果的に回収されます。

実際のコスト削減はどこから来るのか

節約には 3 つの別々の源泉があり、それらが複合化されます。まず、高炭素グレードは、大規模に生産されるマンガン添加物の中で最も精製度が低いため、合金 1 トンあたりの価格が最も低くなります。第二に、合金は取鍋内で容易に溶解し、サイジングが正しい場合には、頭蓋骨または未溶解の塊にほとんど材料が失われないため、回収率が高くなります。第三に、そのグレードがもたらす炭素とシリコンは炭素鋼の熱の汚染物質ではありません。個別に追加する必要がある要素を置き換えます。

高炭素グレードには通常 65% ～ 82% のマンガンが含まれており、低炭素グレードには 85% ～ 92% に達します。 2 つのファミリー間の含有量の差はわずかですが、合金から炭素を精製する際に追加の酸素が消費され、マンガンの回収率が低下するため、1 トンあたりの価格差ははるかに大きくなります。その結果、含まれるマンガンのキログラム当たりのコストは高炭素族で最も低くなり、炭素仕様が厳しくなるにつれて着実に上昇します。最も純粋な選択肢である金属電解マンガンはそのスケールの頂点に位置し、炭素の上限に代替手段がない場合にのみ正当化されます。

グレードと製品形状とグレードの選択

以下の表は、低炭素、中炭素、高炭素のグループの代表的なグレードをリストしたもので、マンガン含有量、炭素レベル、価格のトレードオフが一目でわかるようにしています。{0}グレードファミリーはフェロマンガンの中国国家規格 GB/T 3795 に準拠しています。

製品の形状はグレードと同じくらい重要です。チャンクは手動またはクレーン供給取鍋で追加する場合の従来の選択ですが、ペレットは自動計量および供給システムではるかによく流れ、溶融物に入るとより速く溶解します。どちらの形態も同じ熱から生成されるため、選択は冶金的な問題ではなく取り扱いの問題ですが、回収に影響し、したがって鋼鉄に供給されるマンガンの単位あたりの実際のコストに影響します。

以下のチェックリストは、炭素鋼製造におけるグレードの決定に適用されます。

高炭素グレードを使用できるかどうかは、最初に鋼の炭素上限を設定します。

鋼鉄 1 トンあたりの必要なマンガン添加量をキログラム単位で計算し、含まれるマンガンに基づいてグレードの価格を決定します。

グレード表と照らし合わせてリンの制限を確認し、鋼の仕様が要求されるカラムを選択してください。

添加物の計量方法と給餌方法に応じて、チャンクまたはペレットを選択してください。

微粒子や大きすぎる塊が回復力を損なわないように、サイズの範囲を合意します。

製造証明書と出荷書類の形状、グレード指定、梱包を確認してください。

よくある質問

Q: 高炭素フェロマンガンは合金のコストをどのように削減しますか?
これは大規模に生産される最も精製度の低いマンガン添加物であるため、トンあたりの価格が最も低く、その炭素とシリコンの含有量は、炭素鋼の加熱で必要となる添加物に代わるものです。

Q: マンガンを添加すると鋼の品質が低下しますか?
いいえ、マンガンは強度と硬度を高め、焼入れ性を改善し、硫黄を制御するため、グレードの炭素とリンの制限が製造される鋼に適合している限り、品質への効果はプラスになります。

Q: 炭素鋼製造で最もよく使用されるグレードはどれですか?
FeMn78C8.0、FeMn74C7.5、FeMn68C7.0などの高炭素グレードは、含まれるマンガンのキログラムあたりのコストが最も低いためです。

Q: 代わりに低炭素グレードを使用する必要があるのはどのような場合ですか?
低炭素グレードやステンレスグレードなど、鋼の仕様で炭素の上限が厳しく設定されている場合、合金からの炭素の吸収を最小限に抑える必要があります。

Q: ペレットとチャンクは取鍋内で異なる動作をしますか?
ペレットは自動供給システムでよりよく流れ、より早く溶解しますが、チャンクはクレーンまたは手動で追加する従来の形式です。どちらも同じヒートから来ています。

Q: マンガンが圧延中の歩留まりを保護するのはなぜですか?
硫黄と結合して硫化マンガンを形成し、低融点の硫化鉄膜が粒界に形成されて高温割れを引き起こすのを防ぎます。