Марганцеві феросплави
Визначення і загальна характеристика
МА́РГАНЦЕ́ВІ ФЕРОСПЛА́ВИ — феросплави з високою концентрацією марганцю (Mn). У заг. видовій структурі феросплавів, які виробляють у світі, зокрема й в Україні, М. ф. разом з кремнієвими феросплавами (див. феросиліцій) і хромистими феросплавами складають велику групу багатотоннаж. сплавів, які використовують у сталеплавильному виробництві для розкислення та легування. Феросилікомарганець та високовуглец. феромарганець виплавляють у потуж. феросплав. дугових електропечах типу РПГ-63, РКГ-75 (-63 і -75 МВ∙А) вуглецево-відновлювал. процесом з використанням марганцеворуд. матеріалів (агломерату) і металург. коксу; метал. марганець, середньо- і низьковуглец. феромарганець — у дугових електропечах відносно невеликої потужності РКО-7 (-7 МВ∙А) силікотерміч. процесом. Мінерал.-сировин. базою для виробництва М. ф. в Україні є марганц. концентрати, отримані збагаченням видобутої марганцевої руди в Нікопольському марганцеворудному басейні. На поч. 21 ст. у заг.-світ. обсязі в країнах Пд. Америки виготовляли 57 %, в Україні — 21 %, Ґабоні — 7 %, Австралії — 4 % феросилікомарганцю та високовуглец. феромарганцю (див. також Електрометалургія, Електротермія, Манганіт, Марганцеворудна промисловість, Металотермія). Одним із важливих показників металург. якості марганцеворуд. сировини, як і М. ф. в цілому, є питомий вміст фосфору (P), який визначають унаслідок співвідношення до вмісту Mn — ηP = (% P) / (% Mn). Показник ηP у марганц. рудах і концентратах їхнього збагачення коливається від 0,0040 до 0,0080. Марганц. руді Нікопол. марганцеворуд. бас. характерні відносно низький вміст Mn та високий вміст P (0,18–0,21 %). Для виплавляння М. ф. з регламентов. вмістом P (відповідно до Держ. стандартів України / ДСТУ) марганц. руди й агломерати попередньо дефосфорують електрометалург. способом. Отриманий низькофосфористий високомарганц. шлак використовують як компонент шихти під час виплавляння деяких М. ф., особливо тих, які експортують. Кількість низькофосфористого шлаку в складі шихти для виплавляння М. ф. залежить від визначеного вмісту P для конкрет. марок феросплавів. Відповідно до ДСТУ 3548-97 укр. підприємства виплавляють феросилікомарганець 4-х марок, які різняться хім. складом: від марки МнС12 (Si — 10–15 %, Mn — 65 %, С — 3,5 %) до МнС25 (Si — 25–35 %, Mn — 60 %, С — 0,5 %). На міжнар. і вітчизн. ринках феросплав. продукції найбільший попит має феросилікомарганець марки МнС17 (Si — 15–20 %, Mn — 65 %, С — 2,5 %) з вмістом P у групі А 0,18 %, а у групі Б — 0,60 %. Марки високовуглец. феромарганцю відповідно до вимог ДСТУ 3547-97: ФМн78А (P — 0,10 %) і ФМн78Б (P — 0,70 %; обидві мають містити Mn 82 %, Сmax — 7 %, Simax — 6 %, Smax — 0,03 %). У металіч. марганцю марок Мн965 і Мн95 вміст Mn не менше 96,5 % і 95 %, С — не більше 0,10 % і 0,20 %, P — 0,05 % і 0,07 %. Під час виплавляння середньо- і низьковуглец. феромарганцю в складі шихт. матеріалів використовують марганц. оксидні концентрати, малофосфористий перероб. шлак, феросилікомарганець (відновник) і вапно. До середньовуглец. феромарганцю зараховують сплав марки ФМн88 (Mn — 85–88 %, C £ 2,08 %, Si £ 3,0 %, Р £ 0,40 %, S £ 0,03 %), а до низьковуглецевого — сплав марки ФМн90 (Mn — 95 %, C £ 0,2 %, Si £ 1,8 %, Р £ 0,07 %, S £ 0,05 %). На відміну від ін. М. ф., які виробляють у рідкому стані, азотовані марганець і феросилікомарганець отримують за твердофаз. технологією. Порошки металіч. марганцю або феросилікомарганцю нагрівають до 750–900 °С в атмосфері азоту (N), унаслідок чого утворюються комплексні нітриди Mn4N (N — 5,99 %), Mn5N2 (N — 9,2–11,92 %) та ін. Азотов. марганець марки Мн87Н6 містить 87 % Mn і 6 % N; азотов. феросилікомарганець марки СМн7Н — 60 % Mn, 7 % N. Азотов. М. ф. використовують під час виплавляння азотовміс. висококолегов. корозійностійких аустеніт. сталей, частково замінюючи дорогий нікель (Ni), а також конструкц. сталей. Mn, N, С і Ni належать до елементів, які розширюють зону аустеніту γ-Fe. Еквівалент. вміст Ni — Niекв. = % Ni + 30 % С + 0,5 % Mn + 20 % N. Вітчизн. підприємства, які виплавляють М. ф.: Запорізький завод феросплавів (засн. 1933; електр. потуж. 467 МВ∙А) і Нікопольський завод феросплавів (Дніпроп. обл.; 1966; один із найбільших у світі, встановлена номінал. потуж. трансформаторів понад 1000 МВ∙А, що перевищує електр. потужність одного атом. блоку Запорізької атомної станції). 1966–2014 працював Стахановський завод феросплавів (мав електр. потуж. 220 МВ∙А; був зупинений у липні 2014 через бойові дії у м. Стаханов Луган. обл., якому 2016 укр. влада повернула істор. назву Кадіївка; донині підприємство перебуває у напівзруйнов. стані, а місто контролюють сепаратисти т. зв. Луган. нар. республіки). Знач. внесок у розроблення наскріз. технол. схем і постадій. процесів для спорудження укр. заводів феросплавів, налагодження електр. печей і впровадження виробництва М. ф. на них, а також проектування різноманіт. технол.-екол. документації зробили фахівці каф. електрометалургії Дніпроп. металург. інституту (нині Нац. металург. академія України), проблем. наук.-технол. лаб. марганцю Держ. комітету з науки і техніки СРСР, НДПІ металург. промисловості «Діпросталь», Укр. НДІ металів (обидва — Харків), Укр. НДІ спецсталей, сплавів і феросплавів (Запоріжжя) і співробітники н.-д. лаб. цих підприємств. Від 31 травня до 4 червня 2015 у Києві відбувався Міжнар. конгрес з феросплавів INFACON-XIV (вперше проходив 1974 у Йоганнесбурзі, з країн колиш. СРСР — у Казахстані, Алмати, 2013), у його роботі брали участь представники н.-д. центрів практично усіх країн, які займаються виробництвом і використанням марганц. та ін. видів феросплавів, розробленням очищення пилогаз. викидів від феросплав. дугових потужних електропечей і проблемами сталого розвитку феросплав. галузі. Нині підготовку фахівців вищої кваліфікації з електрометалургії сталі та феросплавів здійснює каф. електрометалургії Нац. металург. академії України.
Рекомендована література
Завантажити статтю
