Usos de ferromanganês com alto teor de carbono na produção de aço, fundição e ligas

O que é ferromanganês com alto teor de carbono

O ferromanganês com alto teor de carbono pertence à família do ferromanganês, um grupo de ligas de ferro-manganês em que o ferro e o manganês são os dois componentes principais. O membro dessa família com alto teor de carbono é definido pelo seu conteúdo de carbono, que fica entre 2,0% e 8,0%. O teor de manganês dos tipos comerciais é correspondentemente alto, normalmente de 65% a 80%, e é esta combinação de um grande reservatório de manganês com um custo relativamente baixo por unidade de manganês que torna a liga tão amplamente utilizada.

Como o carbono é alto, a liga não se destina ao corte final de uma especificação restrita de carbono. O seu valor está noutro lado: dissolve-se facilmente em aço líquido, reage fortemente com o oxigénio dissolvido e o enxofre, e fá-lo a um custo muito inferior ao dos tipos refinados de baixo carbono. Essas três propriedades são responsáveis ​​por quase todas as aplicações descritas abaixo.

Use One: Desoxidação e Dessulfurização na Siderurgia

A indústria siderúrgica é a maior consumidora de ferromanganês com alto teor de carbono. O aço fundido sempre contém oxigênio dissolvido e enxofre que devem ser removidos antes da fundição, e ambos são tratados pela mesma adição. O manganês tem uma forte afinidade com ambos os elementos, portanto, a adição de ferromanganês à corrente de vazamento ou à panela reduz simultaneamente o nível de oxigênio e reduz o enxofre.

A desoxidação é a etapa que decide quanto da adição de liga realmente permanece no aço, em vez de ser perdida como óxido. Um banho bem desoxidado proporciona uma recuperação mais elevada e mais previsível de manganês e outros elementos de liga, e reduz o volume de inclusões de óxido que de outra forma ficariam presas no produto fundido. A dessulfurização é importante por uma razão diferente: o enxofre promove a falta de calor e a formação de inclusões alongadas de sulfureto que danificam a ductilidade e o acabamento superficial, particularmente em produtos laminados e forjados.

O custo é o ponto prático decisivo. A desoxidação eficaz pode, em princípio, ser alcançada com adições mais caras, mas o ferromanganês fornece tanto a desoxidação quanto a exigência de liga de manganês em um único material de baixo custo. É por isso que ele é descrito como o desoxidante econômico da siderurgia e continua sendo a primeira escolha para aquecimentos de aço estrutural de carbono e liga.

Segunda utilização: inoculação e nodularização em ferro fundido

Na fundição, o ferromanganês é utilizado como inoculante e na produção de ferro fundido nodular, onde seu efeito na formação de grafite é o principal benefício.

Suprime a formação de carboneto:a adição se opõe à formação de carbonetos duros e quebradiços que dificultam a usinagem e reduzem a resistência ao impacto.

Promove a precipitação de grafite:ao encorajar o carbono a sair da solução como grafite, a liga encurta o tempo de nodularização ou esferoidização necessário para atingir a microestrutura alvo.

Melhora a limpeza do derretimento:reduz o volume e modifica a forma das impurezas suspensas no ferro fundido, o que eleva a qualidade geral da peça fundida.

Melhora o desempenho mecânico:a combinação de um fundido mais limpo e um melhor formato de grafite aumenta a resistência e a ductilidade do ferro acabado.

Protege o forno:reduzir o bloqueio do bocal do forno de fundição mantém o metal fluindo livremente e prolonga a vida útil do revestimento do forno e do conjunto do bocal.

Terceira utilização: agente redutor para ferroligas com baixo teor de carbono

Ferromanganês com alto teor de carbono e ligas ricas-em manganês também atuam como agentes redutores dentro da própria indústria de ferroligas. Eles são usados ​​para produzir ferroligas de baixo carbono, onde a liga de manganês-com carbono fornece tanto as unidades de manganês quanto o poder redutor necessário para conduzir a reação. Esse uso interno liga as duas pontas da cadeia do manganês: o material com alto teor de carbono produzido no forno de arco submerso torna-se a matéria-prima para os produtos refinados e de baixo carbono usados ​​em aços inoxidáveis ​​e outros aços de baixo carbono.

Outros usos industriais

Processamento mineral:o pó de ferromanganês serve como fase de suspensão na separação em meio denso, onde sua alta densidade é usada para flutuar e afundar frações de minério.

Fabricação de soldagem e eletrodo:o pó é usado em formulações de revestimento de eletrodos, onde contribui com manganês para o metal de solda e ajuda a estabilizar o arco.

Indústria elétrica:o manganês recuperado da liga é usado na preparação de manganês de alta pureza para aplicações eletrônicas e de semicondutores.

Indústria química:a liga é matéria-prima para a fabricação de produtos químicos e compostos-à base de manganês.

Uso geral de fundição e ferroligas:como transportador de manganês onde quer que seja necessária uma adição alta e de baixo custo de manganês.

Tomados em conjunto, esses usos explicam por que a demanda por ferromanganês com alto teor de carbono acompanha tanto a produção de aço quanto a atividade de fundição: não é uma liga de aplicação única-, mas a adição padrão de manganês em massa em vários setores ao mesmo tempo.

Perguntas frequentes

P: Qual é o teor de carbono que define o ferromanganês com alto teor de carbono?
O ferromanganês com alto teor de carbono é definido por um teor de carbono entre 2,0% e 8,0%, com o manganês como principal elemento de liga e o ferro como equilíbrio.

P: Quais são os principais usos do ferromanganês com alto teor de carbono?
Os três principais usos são a desoxidação e dessulfurização na produção de aço, a inoculação e nodularização na produção de ferro fundido e o uso como agente redutor na fabricação de ferroligas de baixo carbono.

P: Por que o ferromanganês é escolhido em vez de um desoxidante mais puro?
Porque remove o oxigênio e o enxofre, ao mesmo tempo que fornece o manganês que a maioria dos aços exige, portanto, uma adição de baixo custo faz o trabalho de duas. Essa combinação é o que mantém baixo o custo de desoxidação por tonelada de aço.

P: Como o ferromanganês ajuda na qualidade do ferro fundido?
Desencoraja a formação de carbonetos, estimula a precipitação de grafite, encurta o tempo de nodularização e reduz a quantidade e a forma prejudicial de impurezas no ferro fundido, o que melhora a fundição.

P: O ferromanganês é usado fora de siderurgia e fundições?
Sim. O pó de manganês-é usado na separação de meios densos e em revestimentos de eletrodos de soldagem, e a liga também é matéria-prima para manganês de alta pureza e produtos químicos de manganês.

P: O ferromanganês com alto teor de carbono pode ser usado para aços com baixo teor de carbono?
Não como adição final, porque aumentaria o teor de carbono. Em vez disso, é usado no início do processo ou como matéria-prima para a produção de ferroligas de baixo carbono que são adicionadas no final do aquecimento.