Rafgreiningarmanganflögur fyrir afoxun í stálframleiðslu: Hagnýt leiðarvísir fyrir bræðsluverslanir

Beint svar: Rafgreiningarmanganflögurgetur tekið þátt í stálafoxun en aukið manganinnihald bráðins stáls. Hins vegar eru þau venjulega ekki notuð sem eina djúpa afoxunarefnið. Í flestum bræðsluverslunum eru þau notuð ásamt sílikoni, áli eða öðrum afoxunarefnum. Aðalgildi þeirra liggur í nákvæmri manganstillingu með takmörkuðu kolefni, kísil, fosfór, brennisteini og öðrum óæskilegum viðbótum.

Hvaða hlutverki gegna rafgreiningarmanganflögur í afoxun stálframleiðslu?

Eftir að hafa verið bætt við bráðið stál, gegna rafgreiningarmanganflögur venjulega þrjár aðgerðir:

1. Þátttaka í bráðnu stáli afoxun

2.Aðstilla endanlegt mangan innihald

3. Breyting á því formi sem brennisteinn er í stálinu

Hvernig tekur rafgreiningarmangan þátt í afoxun bráðins stáls?

Eftir að mangan fer inn í bráðið stál getur það brugðist við uppleystu súrefni:

MnO sem myndast getur farið í gjallið eða sameinast oxíðum eins og SiO2 og Al2O3 til að mynda flóknar innilokanir.

Hins vegar er mangan ekki sterkt afoxandi frumefni. Í samanburði við ál hefur mangan takmarkaða getu til að draga úr uppleystu súrefni þegar það er notað eitt og sér. Fyrir stálflokka sem krefjast lágs endanlegrar súrefnisinnihalds, nota bræðslubúðir venjulega eina af eftirfarandi aðferðum:

• Samsett afoxun með mangani og sílikoni
• Djúp afoxun með áli fyrir manganstillingu
• Endanleg mangansnyrting með rafgreiningarmanganflögum

Hagnýtt gildi rafgreiningarmanganflögna er því að taka þátt í afoxun á meðan það er einmitt að auka mangan, frekar en að klára allt afoxunarferlið af sjálfu sér.

Hvernig stilla rafgreiningarmanganflögur endanlegt Mn innihald?

Mangansem er ekki oxað leysist upp í bráðnu stáli og eykur endanlegt Mn innihald.

Við útreikning á nauðsynlegri viðbót ætti bræðslustöðin að hafa í huga:

• Núverandi Mn innihald bráðna stálsins
• Markmið Mn innihaldssvið
• Raunverulegur hreinleiki rafgreiningarmanganflöganna
• Oxunartap mangans
• Söguleg manganbati
• Mn kynnt af ferrómangani, kísilmangani og rusli
• Frekari hreinsunar- og enduroxunartap

Rafgreiningarmanganflögur eru sérstaklega gagnlegar fyrir litlar samsetningarleiðréttingar við LF-hreinsun eða önnur stig þar sem marksvið mangans er þröngt.

Getur mangan lokið brennisteinshreinsun stáls?

Mangan getur ekki komið í staðinn fyrir brennisteinslosun gjalls.

Eftir að hafa farið í bráðið stál getur mangan sameinast brennisteini og myndað MnS, sem dregur úr skaðlegum áhrifum lágs-bræðslumarks-FeS á heita-vinnu. Meginhlutverk þess er að breyta formi súlfíða frekar en að fjarlægja brennistein beint úr bráðnu stáli.

Raunveruleg brennisteinslosun veltur enn á:

• Slag grunnatriði
• Slagoxunarstig
• Hitastig bráðins stáls
• Slagg-stál hrært
• Hreinsunartími
• Slagmagn og snertiskilyrði gjalls og stáls

Mangan getur hjálpað til við að stjórna brennisteini og bæta heita-vinnu, en það getur ekki lokið djúpri brennisteinshreinsun af sjálfu sér.

Er hægt að nota rafgreiningarmanganflögur sem eina afoxunarefni fyrir stálframleiðslu?

Til framleiðslu sem krefst lágt endanlegt súrefnisinnihald eru rafgreiningarmanganflögur almennt ekki notaðar sem eina afoxunarefnið.

Helstu ástæðurnar eru:

• Mangan hefur veikari afoxunargetu en ál
• Mikið uppleyst súrefni veldur því að meira mangan oxast í MnO
• Oxandi gjall getur dregið enn frekar úr endurheimt mangans
• MnO getur orðið hluti af flóknum innilokunum
• Síðari enduroxun getur aukið súrefnisinnihaldið aftur

Tegund afoxunarefnis, íblöndunarröð, íblöndunarstaða og gjallástand hafa allir áhrif á endanlega afoxunarniðurstöðu og samsetningu innilokunar.

Af hverju að nota rafgreiningarmanganflögur í stað ferrómangans?

Ferrómangan og kísilmangan eru áfram hentug til að bæta við í stórum-manganum í hefðbundnum stálflokkum. Rafgreiningarmanganflögur henta betur þegar stjórna þarf nánari upptöku kolefnis, kísils og óhreininda.

Rafgreiningarmanganflögur henta betur þegar:

• Kolefnisinnihald stálsins ætti ekki að aukast verulega
• Forðast skal umfram sílikonupptöku
• Fosfór, brennisteinn, selen eða önnur óhreinindi eru stranglega takmörkuð
• Loka Mn svið er þröngt
• Nauðsynlegt er að klippa samsetningu á síðara hreinsunarstigi
• Hefðbundið ferrómangan getur ekki uppfyllt markmið efnasamsetningar

Þegar venjulegt stálflokkur krefst aðeins mikillar manganviðbótar og þolir frumefnin sem ferrómangan kemur inn, gæti það ekki verið efnahagslega nauðsynlegt að skipta út öllu ferrómangani fyrir rafgreiningarmanganflögur.

Hvenær ætti að bæta rafgreiningarmanganflögum við bráðið stál?

Það er enginn fastur viðbótartími sem gildir fyrir hverja stálverksmiðju. Raunverulegt stig ætti að ákvarða í samræmi við stálflokk, súrefnisinnihald bráðins stáls, ástand gjalls og tiltækum framleiðslubúnaði.

Bæta við raflausnum manganflögum við tapping

Við tapping getur stálstraumurinn hjálpað til við að bræða og dreifa rafgreiningarmanganflögunum, sem gerir þetta stig hentugt fyrir tiltölulega stórar manganstillingar.

Helstu rekstraráhættur eru:

• Hátt súrefnisinnihald bráðins stáls getur aukið mangantap
• Ofgnótt breytir eða gjallflutningar í rafmagnsofni getur valdið enduroxun mangans
• Flögur sem lenda á gjallyfirborðinu geta oxast áður en þær fara í bráðið stál
• Snemmbúin viðbót eykur snertingartíma við oxandi gjall

Því ætti að athuga slaggastýringu, íblöndunarstöðu og upphafssúrefnisinnihald áður en rafgreiningarmangani er bætt við við tapping.

Bæta við raflausnum manganflögum við LF hreinsun

LF hreinsun er venjulega hentugri fyrir nákvæma Mn aðlögun, sérstaklega eftir að bráðabirgðadeoxun er lokið.

Helstu kostir eru:

• Viðbótarmagnið má reikna út frá sýnatökuniðurstöðum
• Súrefnisvirkni bráðna stáls er venjulega minni en við snemmtöppun
• Argon hræring styður bráðnun og einsleitni
• Mangan bata er auðveldara að koma á stöðugleika
• Auðveldara er að stjórna endanlegri samsetningu

Veita skal nægan bræðslu- og hræringartíma áður en annað sýni er tekið til að staðfesta samsetninguna.

Lítil rafgreiningarviðbætur á mangansnyrti fyrir stöðuga steypu

Fyrir stálflokka með þröngt endanlegt Mn svið er hægt að gera smá leiðréttingu fyrir samsteypu.

Hins vegar getur það valdið:

• Ófullkomin bráðnun á rafgreiningarmanganflögum
• Staðbundið hár Mn styrkur
• Ófullnægjandi einsleitunartími
• Óviðeigandi sýnatökuniðurstöður
• Minni bati vegna enduroxunar

Því nær samsteypunni sem viðbótin er, því vandlegri ætti að stjórna magni, hræringartíma og endurskoðunarferli.

Hvernig er nauðsynleg raflýsandi manganviðbót reiknuð út?

Hægt er að áætla fyrirhugaða samlagningu með því að nota massa-jafnvægisútreikning:

Til dæmis:

• Þyngd bráðins stáls: 50 tonn
• Núverandi Mn: 0,30%
• Markmið Mn: 0,50%
• Áskilin Mn hækkun: 0,20%
• Rafgreiningarmangan hreinleiki: 99,7%
• Væntanlegur manganbati: 95%

Fræðileg fyrirhuguð viðbót er um það bil 106 kg.

Ekki ætti að líta á þennan útreikning sem fasta viðbót fyrir hvern hita. Raunveruleg framleiðsluaðlögun ætti einnig að hafa í huga:

• Upphaflegt súrefnisinnihald bráðna stálsins
• FeO og MnO magn í gjallinu
• Viðbótarstig
• Hitastig bráðins stáls
• Hræritími
• Söguleg endurheimtargögn
• Mn kynnt af öðrum efnum
• Síðari hreinsunartími

Markmiðshækkunin á Mn er mismunurinn á milli markgildis og núverandi mæligildis, ekki heildar Mn innihald fullunnar stáls.

Hvaða þættir draga úr rafgreiningu manganbata?

Mangan endurheimt er ekki fast gildi. Áberandi sveiflur geta átt sér stað á milli hitastigs, jafnvel þegar sama stálflokkur og rafgreiningarmanganforskrift eru notuð.

Þegar endurheimt er undir væntingum ætti bræðsluverksmiðjan ekki strax að auka viðbótarmagnið fyrir hvern hita.

Fyrst skal athuga eftirfarandi atriði:

• Hvort gjallstýring sé stöðug
• Hvort gjall FeO sé of hátt
• Hvort flögurnar fari í raun inn í bráðið stál
• Hvort tímasetning viðbótarinnar sé viðeigandi
• Hvort hitastig bráðna stálsins sé nægilegt
• Hvort hræringar- og einsleitunartími sé nægjanlegur

Hvernig hafa rafgreiningarmanganflögur áhrif á innihald í stáli?

Rafgreiningarmanganflögur mynda MnO þegar þær taka þátt í afoxun. Það ætti því ekki að lýsa þeim sem efni sem dregur sjálfkrafa úr öllu innifali.

Mismunandi afoxunarkerfi geta framleitt:

• MnO innifalið
• MnO-SiO₂ flókin innifalin
• MnO-SiO₂-Al₂O₃ fléttur
• Flóknar innfellingar sem tengjast síðari MnS úrkomu

Við samsettar afoxunaraðstæður fyrir mangan og kísil er hægt að stilla samsetningu innihalds með því að stjórna Mn, Si, Al og gjallefnafræði. Endanleg niðurstaða fer einnig eftir:

• Upphaflegt súrefnisinnihald bráðna stálsins
• Samlagningaröð Mn, Si og Al
• Hæsta-glöggoxunarstig
• Hitastig bráðins stáls
• Hreinsunartími
• Hræringarskilyrði
• Hvort enduroxun á sér stað

Ekki ætti að meta-árangur eftirlits með skráningu eingöngu út frá fjölda innilokunar. Einnig ætti að endurskoða eftirfarandi þætti:

• Inntökusamsetning
• Inntökustærð
• Formgerð innlimunar
• Dreifing innan stálsins
• Hegðun þéttbýlis
• Hætta á að stúturinn stíflist
• Áhrif á steypu, veltingur og endanlega frammistöðu stáls

Hvaða algeng vandamál koma upp þegar notaðar eru rafgreiningarmanganflögur?

Af hverju er endurheimt rafgreiningarmangans minni en búist var við?

Algengar orsakir eru hátt uppleyst súrefni, óhófleg flutningur á oxandi gjalli, flögur sem eru eftir á gjalllaginu, óviðeigandi tímasetning í viðbót og raunveruleg endurheimt er lægri en gildið sem notað var í útreikningnum.

Umbótaviðleitni ætti að einbeita sér að afoxunaraðferðum, gjallstýringu og íblöndunarstöðu frekar en að auka magnið sem bætt er við.

Af hverju bráðna rafgreiningarmanganflögur ekki alveg?

Algengar orsakir eru:

• Lágt hitastig brædds stáls
• Of mikil ein-lotuviðbót
• Ófullnægjandi hræringarstyrkur
• Viðbótarstaða langt frá óvarnum bráðnu stáli
• Rakaupptaka eða kaka
• Sýnataka of fljótt eftir viðbót

Hægt er að draga úr vandamálinu með því að bæta við efninu í lotum, bæta íblöndunarstöðuna, auka skilvirka hræringu og leyfa nægan einsleitunartíma.

Hvers vegna fer endanlegt Mn innihald yfir markmiðið?

Mögulegar orsakir eru:

• Upprunalegt Mn innihald var ekki dregið frá
• Mn kynnt með ferrómangani, kísilmangani eða rusli var hunsuð
• Þyngd bráðins stáls var rangt metin
• Notað var óhentugt vænt endurheimtargildi
• Sýnataka var gerð fyrir fulla einsleitni
• Greiningarsýnið var ekki dæmigert

Athuga skal útreikningsgrundvöll, hitaþyngd og sýnatökuaðferð áður en niðurstaða er sú að rafgreiningarmanganvaran hafi valdið frávikinu.

Hvaða óhreinindi ætti að athuga í rafgreiningarmanganflögum?

Innkaupaforskriftir ættu ekki aðeins að skoða heildar Mn innihald. Einnig ætti að stjórna eftirfarandi þáttum:

• Kolefni
• Brennisteinn
• Fosfór
• Járn
• Kísill
• Selen

Sumar rafgreiningarleiðir fyrir manganframleiðslu kunna að nota selen-aukefni. Fyrir selen-viðkvæma stálflokka ætti hámarks Se-efni að vera skrifað inn í kaupforskriftina, með lotu-sértækum prófunarniðurstöðum sem krafist er.

Hvað ættu bræðsluverslanir að athuga þegar þeir kaupa rafgreiningarmanganflögur?

Líkamlegt ástand rafgreiningarmanganflaga er einnig mikilvægt fyrir rekstur bræðslu-verslunar.

Alvarleg molun, rakaupptaka, kaka eða mengun geta haft áhrif á:

• Sjálfvirk fóðrun
• Vigtunarnákvæmni
• Bræðsluhraði
• Viðbótar tap
• Raunveruleg manganbati

Innkaupaforskriftir ættu því að staðfesta efnasamsetningu, flöguform, hlutfall fínefna, raka-þolnar umbúðir og lotuauðkenningu.

Hvaða stálflokkar henta fyrir rafgreiningarmanganflögur?

Rafgreiningarmanganflögur henta betur fyrir:

• Nákvæm stilling á Mn-innihaldi bráðins stáls
• Takmarkar viðbótarupptöku kolefnis og kísils
• Strangt eftirlit með fosfór, brennisteini, seleni og öðrum óhreinindum
• Litlar samsetningarleiðréttingar við síðari hreinsun
• Framleiðsla á lágt-kolefnisstáli, lágt-kísilstáli, ryðfríu stáli eða sérstöku álstáli
• Stálflokkar þar sem hefðbundið ferrómangan getur ekki uppfyllt markmið samsetningargluggans

Rafgreiningarmanganflögur eru kannski ekki ákjósanlegasti kosturinn þegar:

• Venjuleg stálflokkur krefst mikillar manganviðbótar
• Stálið þolir kolefni og járn sem ferrómangan kemur inn
• Meginmarkmiðið er hefðbundin málmblöndur með litlum-kostnaði
• Afoxun, gjallstýring og endurheimtarstýring eru ekki stöðug
• Aðalkrafan er hefðbundin mangan-kísil afoxun

Valið ætti að byggjast á kröfum um stál-gráðu, virkum mangankostnaði, raunverulegri endurheimt og erfiðleikum við að stjórna endanlegri samsetningu.

Hvernig geta bræðsluverslanir komið á stöðugleika í rafgreiningu manganframmistöðu?

Bræðsluverkstæði ættu ekki að nota eitt reynslugildi fyrir hverja stálflokk og hvert viðbótarstig.

Áreiðanlegri nálgun er að skrá eftirfarandi gögn fyrir hvern hita:

• Þyngd bráðið stál
• Upphaflegt Mn innihald
• Markmið Mn innihald
• Raunveruleg rafgreiningarmangan viðbót
• Viðbótarstig
• Hitastig bráðins stáls
• Hræritími
• Slag FeO eða annar oxunarvísir
• Sýnatökutími eftir íblöndun
• Lokaefni Mn
• Raunveruleg manganbati

Eftir að hafa safnað gögnum frá mörgum hitastigum er hægt að koma á sérstökum batalíkönum fyrir:

• Smelltu á-sviðaviðbætur
• LF-fínbætingarviðbætur
• Lokaklipping fyrir raðsteypu
• Mismunandi stálflokkar
• Mismunandi rafgreiningarlotur fyrir mangan

Þessi aðferð er áhrifaríkari til að draga úr hita-til-sveiflna í hitasamsetningu heldur en að auka magn viðbótar.