Serpihan Mangan Elektrolit Untuk Deoksidasi Pembuatan Baja: Panduan Praktis Untuk Toko Pelelehan

Jawaban langsung: Serpihan mangan elektrolitikdapat berpartisipasi dalam deoksidasi baja sekaligus meningkatkan kandungan mangan baja cair. Namun, bahan ini biasanya tidak digunakan sebagai satu-satunya deoxidizer dalam. Di sebagian besar toko lelehan, bahan ini digunakan bersama dengan silikon, aluminium, atau elemen deoksidasi lainnya. Nilai utamanya terletak pada penyesuaian mangan yang tepat dengan karbon, silikon, fosfor, belerang, dan tambahan lain yang tidak diinginkan yang terbatas.

Apa Peran Serpihan Mangan Elektrolit dalam Deoksidasi Pembuatan Baja?

Setelah ditambahkan ke baja cair, serpihan mangan elektrolitik biasanya mempunyai tiga fungsi:

1. Berpartisipasi dalam deoksidasi baja cair

2.Menyesuaikan kandungan mangan akhir

3.Mengubah bentuk belerang yang ada di dalam baja

Bagaimana Mangan Elektrolit Berpartisipasi dalam Deoksidasi Baja Cair?

Setelah mangan memasuki baja cair, ia dapat bereaksi dengan oksigen terlarut:

MnO yang dihasilkan dapat masuk ke dalam terak atau bergabung dengan oksida seperti SiO₂ dan Al₂O₃ untuk membentuk inklusi kompleks.

Namun, mangan bukanlah unsur deoksidasi yang kuat. Dibandingkan dengan aluminium, mangan memiliki kemampuan terbatas dalam mereduksi oksigen terlarut bila digunakan sendiri. Untuk kualitas baja yang memerlukan kandungan oksigen akhir yang rendah, pabrik peleburan biasanya menggunakan salah satu pendekatan berikut:

• Gabungan deoksidasi dengan mangan dan silikon
• Deoksidasi mendalam dengan aluminium sebelum penyesuaian mangan
• Pemangkasan mangan akhir dengan serpihan mangan elektrolitik

Oleh karena itu, nilai praktis dari serpihan mangan elektrolitik adalah untuk berpartisipasi dalam deoksidasi sekaligus meningkatkan mangan secara tepat, daripada menyelesaikan seluruh proses deoksidasi sendirian.

Bagaimana Serpihan Mangan Elektrolit Menyesuaikan Kandungan Mn Akhir?

manganyang tidak teroksidasi larut dalam baja cair dan meningkatkan kandungan Mn akhir.

Saat menghitung penambahan yang diperlukan, bengkel lelehan harus mempertimbangkan:

• Kandungan Mn saat ini dari baja cair
• Rentang konten Target Mn
• Kemurnian sebenarnya dari serpihan mangan elektrolitik
• Hilangnya oksidasi mangan
• Pemulihan mangan bersejarah
• Mn diperkenalkan oleh ferromanganese, silicomanganese, dan scrap
• Kerugian pemurnian dan reoksidasi lebih lanjut

Serpihan mangan elektrolitik sangat berguna untuk koreksi komposisi kecil selama pemurnian LF atau tahap lain di mana kisaran target mangan sempit.

Bisakah Mangan Menyelesaikan Desulfurisasi Baja?

Mangan tidak dapat menggantikan desulfurisasi terak.

Setelah memasuki baja cair, mangan dapat bergabung dengan belerang untuk membentuk MnS, sehingga mengurangi efek berbahaya dari FeS-titik leleh-rendah pada kinerja-pengerjaan panas. Fungsi utamanya adalah mengubah bentuk sulfida daripada menghilangkan belerang secara langsung dari baja cair.

Desulfurisasi sebenarnya masih bergantung pada:

• Kebasaan terak
• Tingkat oksidasi terak
• Suhu baja cair
• Pengadukan terak-baja
• Menyempurnakan waktu
• Volume terak dan kondisi kontak terak-baja

Mangan dapat membantu mengendalikan sulfur dan meningkatkan-kinerja pengerjaan panas, namun tidak dapat menyelesaikan desulfurisasi mendalam dengan sendirinya.

Bisakah Serpihan Mangan Elektrolit Digunakan sebagai Satu-Satunya Deoxidizer Pembuatan Baja?

Untuk produksi yang memerlukan kandungan oksigen akhir yang rendah, serpihan mangan elektrolitik umumnya tidak digunakan sebagai satu-satunya deoxidizer.

Alasan utamanya meliputi:

• Mangan memiliki kemampuan deoksidasi yang lebih lemah dibandingkan aluminium
• Oksigen terlarut yang tinggi menyebabkan lebih banyak mangan yang teroksidasi menjadi MnO
• Terak pengoksidasi selanjutnya dapat mengurangi perolehan mangan
• MnO dapat menjadi bagian dari inklusi kompleks
• Reoksidasi selanjutnya dapat meningkatkan kandungan oksigen lagi

Jenis deoksidasi, urutan adisi, posisi adisi, dan kondisi terak semuanya mempengaruhi hasil akhir deoksidasi dan komposisi inklusi.

Mengapa Menggunakan Serpihan Mangan Elektrolit Daripada Ferromangan?

Ferromangan dan silikomangan tetap cocok untuk-penambahan mangan skala besar pada kualitas baja konvensional. Serpihan mangan elektrolitik lebih cocok jika pengambilan karbon, silikon, dan pengotor harus dikontrol lebih ketat.

Serpihan mangan elektrolitik lebih cocok bila:

• Kandungan karbon pada baja seharusnya tidak meningkat secara signifikan
• Pengambilan silikon berlebih harus dihindari
• Fosfor, belerang, selenium, atau kotoran lainnya dibatasi secara ketat
• Kisaran Mn akhir sempit
• Pemangkasan komposisi diperlukan pada tahap pemurnian selanjutnya
• Ferromangan konvensional tidak dapat memenuhi target komposisi kimianya

Ketika grade baja biasa hanya memerlukan penambahan mangan dalam jumlah besar dan dapat mentolerir unsur-unsur yang dimasukkan oleh ferromangan, mengganti semua ferromangan dengan serpihan mangan elektrolitik mungkin tidak diperlukan secara ekonomi.

Kapan Serpihan Mangan Elektrolit Harus Ditambahkan ke Baja Cair?

Tidak ada waktu penambahan yang tetap yang berlaku pada setiap pabrik baja. Tahap sebenarnya harus ditentukan berdasarkan kualitas baja, kandungan oksigen baja cair, kondisi terak, dan peralatan produksi yang tersedia.

Menambahkan Serpihan Mangan Elektrolit Selama Penyadapan

Selama penyadapan, aliran baja dapat membantu melelehkan dan membubarkan serpihan mangan elektrolitik, sehingga tahap ini cocok untuk penyesuaian mangan yang relatif besar.

Risiko operasional utama meliputi:

• Kandungan oksigen baja cair yang tinggi dapat meningkatkan kehilangan mangan
• Kelebihan konverter atau sisa terak tungku listrik dapat menyebabkan reoksidasi mangan
• Serpihan yang mendarat di permukaan terak dapat teroksidasi sebelum memasuki baja cair
• Penambahan awal meningkatkan waktu kontak dengan terak pengoksidasi

Oleh karena itu, pengendalian terak, posisi penambahan, dan kandungan oksigen awal harus diperiksa sebelum menambahkan mangan elektrolitik selama penyadapan.

Menambahkan Serpihan Mangan Elektrolit Selama Pemurnian LF

Pemurnian LF biasanya lebih cocok untuk penyesuaian Mn yang tepat, terutama setelah deoksidasi awal selesai.

Keuntungan utamanya meliputi:

• Jumlah penambahannya dapat dihitung dari hasil sampling
• Aktivitas oksigen baja cair biasanya lebih rendah dibandingkan saat penyadapan awal
• Pengadukan argon mendukung peleburan dan homogenisasi
• Pemulihan mangan lebih mudah untuk distabilkan
• Rentang komposisi akhir lebih mudah dikendalikan

Waktu peleburan dan pengadukan yang cukup harus disediakan sebelum sampel lain diambil untuk memastikan komposisinya.

Penambahan Trim Mangan Elektrolit Kecil Sebelum Pengecoran Berkelanjutan

Untuk grade baja dengan kisaran Mn akhir yang sempit, koreksi kecil dapat dilakukan sebelum pengecoran kontinyu.

Namun, jika terlambat menambahkan, hal ini dapat menyebabkan:

• Peleburan serpihan mangan elektrolitik yang tidak sempurna
• Konsentrasi Mn tinggi yang terlokalisasi
• Waktu homogenisasi tidak mencukupi
• Hasil pengambilan sampel tidak representatif
• Mengurangi pemulihan karena reoksidasi

Semakin dekat penambahan pada pengecoran kontinyu, kuantitas, waktu pengadukan, dan prosedur pemeriksaan ulang harus dikontrol dengan lebih hati-hati.

Bagaimana Cara Menghitung Penambahan Mangan Elektrolit yang Diperlukan?

Penambahan yang direncanakan dapat diperkirakan menggunakan-perhitungan keseimbangan massa:

Misalnya:

• Berat baja cair: 50 ton
• Mn saat ini: 0,30%
• Target Mn: 0,50%
• Peningkatan Mn yang diperlukan: 0,20%
• Kemurnian mangan elektrolitik: 99,7%
• Pemulihan mangan yang diharapkan: 95%

Penambahan yang direncanakan secara teoritis adalah sekitar 106 kg.

Perhitungan ini tidak boleh dianggap sebagai penambahan tetap untuk setiap panas. Penyesuaian produksi aktual juga harus mempertimbangkan:

• Kandungan oksigen awal pada baja cair
• kadar FeO dan MnO dalam terak
• Tahap tambahan
• Suhu baja cair
• Waktu pengadukan
• Data pemulihan historis
• Mn diperkenalkan oleh materi lain
• Waktu pemurnian berikutnya

Peningkatan target Mn adalah selisih antara nilai target dan nilai terukur saat ini, bukan total kandungan Mn baja jadi.

Faktor Apa yang Mengurangi Pemulihan Mangan Elektrolit?

Pemulihan mangan bukanlah nilai tetap. Fluktuasi yang nyata dapat terjadi antara pemanasan bahkan ketika kelas baja dan spesifikasi mangan elektrolitik yang sama digunakan.

Ketika pemulihan masih di bawah ekspektasi, pabrik lelehan tidak boleh langsung menambah jumlah penambahan untuk setiap pemanasan.

Hal-hal berikut harus diperiksa terlebih dahulu:

• Apakah pengendalian terak stabil
• Apakah terak FeO terlalu tinggi
• Apakah serpihan tersebut benar-benar masuk ke dalam baja cair
• Apakah waktu penambahan sudah tepat
• Apakah suhu baja cair mencukupi
• Apakah waktu pengadukan dan homogenisasi mencukupi

Bagaimana Serpihan Mangan Elektrolit Mempengaruhi Inklusi dalam Baja?

Serpihan mangan elektrolitik membentuk MnO ketika berpartisipasi dalam deoksidasi. Oleh karena itu, bahan-bahan tersebut tidak boleh digambarkan sebagai bahan yang secara otomatis mengurangi semua inklusi.

Sistem deoksidasi yang berbeda dapat menghasilkan:

• inklusi MnO
• Inklusi kompleks MnO-SiO₂
• Inklusi kompleks MnO-SiO₂-Al₂O₃
• Inklusi kompleks terkait dengan pengendapan MnS berikutnya

Dalam kondisi deoksidasi gabungan mangan-silikon, komposisi inklusi dapat disesuaikan dengan mengendalikan kimia Mn, Si, Al, dan terak. Hasil akhirnya juga tergantung pada:

• Kandungan oksigen awal pada baja cair
• Barisan penjumlahan Mn, Si, dan Al
• Tingkat-oksidasi terak tertinggi
• Suhu baja cair
• Menyempurnakan waktu
• Kondisi pengadukan
• Apakah reoksidasi terjadi

Kinerja kontrol-inklusi tidak boleh dievaluasi hanya berdasarkan jumlah inklusi. Faktor-faktor berikut juga harus ditinjau:

• Komposisi inklusi
• Ukuran penyertaan
• Morfologi inklusi
• Distribusi dalam baja
• Perilaku aglomerasi
• Risiko penyumbatan nosel
• Efek pada kinerja pengecoran, penggulungan, dan akhir baja

Masalah Umum Apa Yang Terjadi Saat Menggunakan Serpihan Mangan Elektrolit?

Mengapa Pemulihan Mangan Elektrolit Lebih Rendah Dari Perkiraan?

Penyebab umum termasuk oksigen terlarut yang tinggi, sisa terak pengoksidasi yang berlebihan, sisa serpihan pada lapisan terak, waktu penambahan yang tidak sesuai, dan perolehan aktual yang lebih rendah dari nilai yang digunakan dalam perhitungan.

Upaya perbaikan harus fokus pada praktik deoksidasi, pengendalian terak, dan posisi penambahan daripada hanya meningkatkan jumlah penambahan.

Mengapa Serpihan Mangan Elektrolit Gagal Meleleh Sepenuhnya?

Penyebab umum meliputi:

• Suhu baja cair rendah
• Penambahan satu-batch yang berlebihan
• Intensitas pengadukan tidak mencukupi
• Posisi penambahan jauh dari paparan baja cair
• Penyerapan kelembaban atau caking
• Pengambilan sampel terlalu cepat setelah penambahan

Masalah ini dapat dikurangi dengan menambahkan bahan secara bertahap, memperbaiki posisi penambahan, meningkatkan efektifitas pengadukan, dan memberikan waktu homogenisasi yang cukup.

Mengapa Konten Akhir Mn Melebihi Target?

Kemungkinan penyebabnya meliputi:

• Konten Mn asli tidak dikurangi
• Mn yang dimasukkan oleh ferromangan, silikomangan, atau skrap diabaikan
• Berat baja cair diperkirakan secara tidak tepat
• Nilai pemulihan yang diharapkan tidak sesuai digunakan
• Pengambilan sampel dilakukan sebelum homogenisasi penuh
• Sampel analitis tidak representatif

Dasar perhitungan, berat panas, dan prosedur pengambilan sampel harus diperiksa sebelum menyimpulkan bahwa produk mangan elektrolitik menyebabkan penyimpangan.

Kotoran Manakah yang Harus Diperiksa dalam Serpihan Mangan Elektrolit?

Spesifikasi pengadaan tidak boleh hanya memeriksa kandungan Mn total. Elemen-elemen berikut juga harus dikontrol:

• Karbon
• Sulfur
• Fosfor
• Besi
• Silikon
• Selenium

Beberapa jalur produksi mangan elektrolitik mungkin menggunakan bahan aditif yang mengandung selenium{0}}. Untuk kualitas baja-yang sensitif terhadap selenium, konten Se maksimum harus dituliskan ke dalam spesifikasi pembelian, dengan hasil pengujian khusus batch-yang diperlukan.

Apa yang Harus Diperiksa Toko Pelelehan Saat Membeli Serpihan Mangan Elektrolit?

Kondisi fisik serpihan mangan elektrolitik juga penting untuk-operasi peleburan.

Penghancuran yang parah, penyerapan air, penggumpalan, atau kontaminasi dapat mempengaruhi:

• Pemberian makan otomatis
• Akurasi penimbangan
• Kecepatan leleh
• Kerugian tambahan
• Pemulihan mangan yang sebenarnya

Oleh karena itu, spesifikasi pengadaan harus mengonfirmasi komposisi kimia, bentuk serpihan, rasio halus, kemasan tahan lembab, dan identifikasi batch.

Kelas Baja Mana yang Cocok untuk Serpihan Mangan Elektrolit?

Serpihan mangan elektrolitik lebih cocok untuk:

• Penyesuaian yang tepat terhadap kandungan Mn baja cair
• Membatasi pengambilan karbon dan silikon tambahan
• Kontrol ketat terhadap fosfor, belerang, selenium, dan kotoran lainnya
• Koreksi komposisi kecil selama pemurnian selanjutnya
• Produksi baja-karbon rendah, baja-silikon rendah, baja tahan karat, atau baja paduan khusus
• Nilai baja dimana ferromangan konvensional tidak dapat memenuhi jendela komposisi target

Serpihan mangan elektrolitik mungkin bukan pilihan yang disukai ketika:

• Nilai baja biasa memerlukan penambahan mangan yang besar
• Baja dapat mentolerir karbon dan besi yang dimasukkan oleh ferromangan
• Tujuan utamanya adalah-penggabungan konvensional yang berbiaya rendah
• Deoksidasi, pengendalian terak, dan pengendalian pemulihan tidak stabil
• Persyaratan utamanya adalah deoksidasi mangan-silikon konvensional

Pemilihannya harus didasarkan pada-persyaratan mutu baja, biaya mangan yang efektif, perolehan aktual, dan kesulitan pengendalian komposisi akhir.

Bagaimana Melt Shop Dapat Menstabilkan Kinerja Mangan Elektrolit?

Toko peleburan tidak boleh menggunakan satu nilai pemulihan empiris untuk setiap tingkatan baja dan setiap tahap penambahan.

Pendekatan yang lebih dapat diandalkan adalah dengan mencatat data berikut untuk setiap panas:

• Berat baja cair
• Konten Mn awal
• Targetkan konten Mn
• Penambahan mangan elektrolitik sebenarnya
• Tahap tambahan
• Suhu baja cair
• Waktu pengadukan
• Terak FeO atau indikator oksidasi lainnya
• Waktu pengambilan sampel setelah penambahan
• Konten Mn akhir
• Pemulihan mangan yang sebenarnya

Setelah mengumpulkan data dari beberapa pemanasan, model pemulihan terpisah dapat dibuat untuk:

• Mengetuk-penambahan tahap
• LF-penambahan penyempurnaan
• Pemangkasan akhir sebelum pengecoran terus menerus
• Nilai baja yang berbeda
• Batch pasokan mangan elektrolitik yang berbeda

Pendekatan ini lebih efektif untuk mengurangi fluktuasi-ke-komposisi panas daripada sekadar meningkatkan jumlah penambahan.