Марганцеві феросплави

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 — η_P = (% P) / (% Mn). Показник η_P 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 %, С_max — 7 %, Si_max — 6 %, S_max — 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 — Ni_екв. = % 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.

Завантажити статтю