فيرو سيليكون المنغنيز (SiMn)
التركيبة:
إن منغنيز الحديد والسيليكون (SiMn) ليس مركبًا واحدًا، ولا يوجد بشكل طبيعي في مصر أو في أي مكان آخر على وجه الأرض. إنها سبيكة يتم إنتاجها من خلال العمليات الصناعية التي تجمع بين المنغنيز والسيليكون والحديد. ولكنها سبيكة تتكون أساسًا من ثلاثة عناصر:
المنغنيز (مينيسوتا): تتراوح عادة من 55% إلى 75% بالوزن. يعمل المنغنيز كعنصر مزيل للأكسدة وعنصر صناعة السبائك، مما يحسن قوة الفولاذ وصلابته وقابليته للتصلب.
السيليكون (سي): تتراوح عادة من 15% إلى 35% بالوزن. يعمل السيليكون في المقام الأول كمزيل للأكسدة، حيث يزيل الأكسجين من الفولاذ المنصهر ويشكل خبثًا غير ضار.
الحديد (Fe): الجزء المتبقي، والذي يشار إليه غالبًا باسم "التوازن". يساهم هذا الحديد في بعض تأثير إزالة الأكسدة ولكنه يعمل بشكل أساسي كمخفف وحامل للمنجنيز والسيليكون.
يمكن أن تختلف النسب المحددة للمنغنيز، والسيليكون، والحديد اعتمادًا على الخصائص النهائية المطلوبة للفولاذ الذي يتم إنتاجه.
هيكل بلوري:
التركيب البلوري لـ SiMn معقد بسبب طبيعته المتعددة المكونات. إنه مزيج من مراحل مختلفة حسب التركيب وتاريخ التبريد. تشمل المراحل الرئيسية ما يلي:
• الحديد المكعب الوجهي (FCC) (α-Fe): يهيمن هذا الطور عند درجات الحرارة المرتفعة ويوفر البنية الأساسية للسبيكة.
• كربيد المنغنيز (Mn3C): مرحلة صلبة وهشة يمكنها تحسين مقاومة التآكل ولكنها تحتاج إلى تحكم دقيق لتجنب تقصف الفولاذ.
• مبيدات سيليكات الحديد (FeSi): تساهم في إزالة الأكسدة ويمكن أن تؤثر على حجم الحبوب وقابليتها للتصلب.
مواصفات الحديد والمغنيسيوم والسيليكون
| الناخبين | PCT |
| MN | 65٪ كحد أدنى |
| C | 2٪ كحد أقصى |
| SI | 15٪ كحد أدنى |
| P | 0.25٪ كحد أقصى |
| S | 0.02% ماكس |
حجم التوزيع:
| المقاس | 10 – 60 ملم 90% |
الخصائص الفيزيائية:
• نقطة الانصهار: حوالي 1200-1300 درجة مئوية (حسب التركيب)
• الكثافة: حوالي 7.0 - 7.8 جم/سمXNUMX (أكثر كثافة من الحديد النقي)
• التوصيل الكهربائي: أقل من الحديد النقي لوجود المنجنيز والسيليكون
• الخصائص المغناطيسية: تختلف حسب التركيب. يمكن أن تكون مغناطيسية ضعيفة بسبب محتوى المنغنيز.
الخواص الكيميائية:
• إزالة الأكسدة: يتفاعل كل من المنغنيز والسيليكون بسهولة مع الأكسجين الموجود في الفولاذ المنصهر، ويشكلان أكاسيد (MnO وSiO).2) التي ترتفع إلى طبقة الخبث.
• صناعة السبائك: يؤثر المنغنيز والسيليكون على الخواص الميكانيكية للصلب. يزيد المنغنيز من القوة والصلابة، بينما يمكن للسيليكون تحسين القوة ومقاومة التآكل.
مزايا سيمن:
• فعالة من حيث التكلفة: توفر توازنًا جيدًا بين محتوى المنغنيز والسيليكون بسعر تنافسي مقارنةً باستخدام المنغنيز الحديدي والسيليكون المنفصل.
• تعدد الاستخدامات: يمكن تطبيقه على مجموعة واسعة من درجات الفولاذ بسبب التركيبة القابلة للتعديل.
• تحسين عملية إزالة الأكسدة: منتجات إزالة الأكسدة (MnO وSiO2) تميل إلى أن تكون أكثر مرونة مقارنة ببعض البدائل، مما يسمح بإزالة الخبث بشكل أسهل.
القيود:
• تحكم محدود في العناصر الفردية: يتم تحديد تركيبة SiMn مسبقًا، مما يوفر مرونة أقل في ضبط خصائص الفولاذ النهائية مقارنةً باستخدام السبائك الحديدية المنفصلة.
المعلومات الاصطناعية:
منغنيز السيليكون الحديدي (SiMn) عبارة عن سبيكة، مما يعني أنها خليط معدني. المكونات الرئيسية هي المنغنيز (Mn)، والسيليكون (Si)، والحديد (Fe). SiMn هي العمود الفقري في إنتاج الصلب.
• مزيل الأكسدة: يتمتع كل من المنغنيز والسيليكون بجاذبية قوية للأكسجين (مزيلات الأكسدة). فهي تزيل الأكسجين من الفولاذ المنصهر، مما يؤدي إلى فولاذ أنظف وأقوى. من السهل إزالة منتجات إزالة الأكسدة الخاصة بـ SiMn مقارنة ببعض البدائل.
• عنصر صناعة السبائك: يؤثر المنغنيز والسيليكون على خصائص الفولاذ مثل القوة والمتانة ومقاومة التآكل. تؤثر الكمية المضافة والتفاعل مع العناصر الأخرى على الخصائص النهائية.
• فعالة من حيث التكلفة: توفر SiMn توازنًا جيدًا بين محتوى المنغنيز والسيليكون بسعر تنافسي مقارنة باستخدام المنغنيز الحديدي والسيليكون المنفصل.
إنتاج:
يتم إنتاج SiMn عن طريق صهر خام المنغنيز وفحم الكوك (مصدر الكربون) والكوارتز (مصدر السيليكون) في فرن القوس المغمور عند درجات حرارة عالية. هناك أيضًا اختلافات مصنوعة من إعادة تدوير خبث المنغنيز.
يتم إنتاج SiMn في أفران القوس المغمورة باستخدام درجات حرارة عالية. المواد الخام الرئيسية تشمل:
• خام المنغنيز: مصدر المنغنيز (Mn).
• فحم الكوك: يوفر الكربون (C) لعملية الاختزال.
• الكوارتز (SiO2): مصدر السيليكون (سي).
تسمح درجات الحرارة المرتفعة باختزال أكاسيد المنغنيز والسيليكون من الخامات وسبائكها اللاحق بالحديد.
التطبيقات:
يعتبر SiMn مادة مهمة في صناعة الفولاذ نظرًا لتأثيراته المشتركة في إزالة الأكسدة وصناعة السبائك. فيما يلي بعض التطبيقات الرئيسية:
• الفولاذ المقاوم للصدأ (سلسلة 200): يحسن القوة وقابلية التشغيل.
• سبائك الصلب: يعزز الصلابة والمتانة.
• فولاذ المنغنيز: يزيد من القوة ومقاومة التآكل في تطبيقات مثل طحن كرات الوسائط.
• الإنتاج العام للفولاذ الكربوني: يُستخدم خلال عملية صناعة الفولاذ لإزالة الأكسدة وتحسين الخصائص الأساسية.
مقارنة بالبدائل:
• المنغنيز الحديدي (FeMn): محتوى أعلى من المنغنيز، وانخفاض السيليكون. يستخدم عند الرغبة في وجود محتوى منخفض من السيليكون في الفولاذ. غالبًا ما تكون مادة مدخلة لإنتاج SiMn.
• الحديد والسيليكون (FeSi): السيليكون في المقام الأول لإزالة الأكسدة. يمكن استبداله جزئيًا بـ SiMn في بعض التطبيقات.
يرجى تقديم الاستفسارات الخاصة بك
