¿Qué es el ferromanganeso bajo-carbono?
El ferromanganeso con bajo contenido de carbono-, abreviado como LC FeMn, es una aleación de hierro y manganeso-en la que el contenido de carbono se mantiene deliberadamente por debajo del 0,5 por ciento. Los grados comerciales suelen contener entre un 78 y un 88 por ciento de manganeso, y el resto es hierro y pequeñas cantidades de silicio, fósforo y azufre. Debido a que introduce manganeso sin aumentar el carbono, LC FeMn es el portador de manganeso preferido para aceros inoxidables, aceros aleados y grados de acero con bajo-carbono donde el control del carbono es fundamental. Mejora la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste al tiempo que preserva la ductilidad y la soldabilidad del acero acabado.
Preparación de materias primas y materias primas
La producción de LC FeMn comienza con materias primas ricas en manganeso-. Las principales fuentes de manganeso son el mineral de manganeso que contiene entre un 30 y un 50 por ciento de manganeso, el mineral de manganeso sinterizado y los concentrados de manganeso beneficiados. El mineral se tritura, se mezcla y se tamiza hasta obtener un tamaño uniforme para que la carga reaccione uniformemente en el horno. Se agrega cal o dolomita como fundente para formar una escoria básica, que protege la aleación de la re-oxidación y ayuda a eliminar el fósforo y el azufre. El agente reductor es una aleación que contiene silicio-, ya sea ferrosilicio o silicio-anganeso, porque el silicio puede reducir el óxido de manganeso de la escoria sin introducir carbono en la aleación final.
Principales rutas de producción de LC FeMn
Refinación Silicotérmica
El refinado silicotérmico es la ruta más utilizada para el ferromanganeso con bajo contenido de carbono-. Se cargan mineral de manganeso, fundente y un reductor rico en silicio- en un horno de refinación eléctrico y se funden a temperaturas en el rango de 1400 a 1500 grados Celsius. El silicio del reductor reacciona con el óxido de manganeso de la escoria fundida, reduciéndolo a manganeso metálico que pasa al baño de metal. Debido a que el reductor contiene poco o nada de carbono, la aleación producida por esta ruta tiene un contenido de carbono naturalmente bajo. El proceso se lleva a cabo por etapas, con un segundo paso de escoria para recuperar el manganeso residual de la primera escoria y endurecer la composición final.
Descarburación Refinación
La segunda ruta comienza a partir de una fusión de manganeso con alto contenido de carbono-, generalmente ferromanganeso con contenido de carbono medio- o una mezcla de ferromanganeso con alto contenido de carbono-con mineral de manganeso, y elimina el carbono mediante soplado de oxígeno o mediante descarburación con oxígeno al vacío. El carbono se oxida a monóxido de carbono y sale del baño, lo que reduce el contenido de carbono por debajo del 0,5 por ciento. Debido a que el manganeso se oxida más fácilmente que el hierro, el proceso debe controlarse cuidadosamente con una escoria básica y una temperatura controlada para mantener bajas las pérdidas de manganeso. Esta ruta se ve favorecida cuando los productores necesitan comenzar con materias primas de bajo-costo y alto-carbono y cuando la infraestructura del horno ya existe.
Parámetros típicos de composición y calidad
| Parámetro | Rango típico para grados LC FeMn |
|---|---|
| Manganeso | 78 a 88 por ciento dependiendo del grado |
| Carbón | 0,2 a 0,5 por ciento máximo |
| Silicio | 1,0 a 1,5 por ciento máximo |
| Fósforo | 0,10 a 0,30 por ciento máximo |
| Azufre | 0,03 por ciento máximo |
| Rango de tamaño típico | De 10 a 50 mm, de 10 a 100 mm o fracciones personalizadas |
Los límites exactos siguen la norma nacional o internacional aplicable y las especificaciones del comprador. Las leyes de manganeso-más altas, superiores al 85 por ciento de Mn, generan una prima porque requieren un mineral de mayor-ley y una práctica más cuidadosa con la escoria.
Control de Calidad e Inspección en Producción
La producción confiable de LC FeMn depende del control en cada paso. Cada calor se toma una muestra después del refinamiento y se analiza en busca de manganeso, carbono, silicio, fósforo y azufre. Luego, la aleación se vierte en lingotes o se granula, se tritura y se tamiza según el rango de tamaño solicitado, y se verifica la distribución del tamaño, la densidad aparente y la solidez interna. Se emite un certificado de análisis para cada lote y normalmente se organiza una inspección por parte de un tercero-independiente antes del envío para verificar la química y el tamaño según el contrato.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el límite de carbono para el ferromanganeso con bajo-carbono?
El ferromanganeso con bajo contenido de carbono- generalmente se especifica con un contenido de carbono igual o inferior al 0,5 por ciento, y muchos grados superiores se mantienen entre un 0,2 y un 0,4 por ciento como máximo.
¿Por qué es importante un bajo contenido de carbono en la fabricación de acero?
Agregar manganeso sin carbono permite a los fabricantes de acero alcanzar los niveles objetivo de manganeso y al mismo tiempo mantener el carbono dentro de las especificaciones, lo cual es esencial para aceros inoxidables, grados de flejes con bajo-carbono y otros productos donde el exceso de carbono causaría endurecimiento, fragilidad o rechazo.
¿Qué materias primas se utilizan para producir LC FeMn?
Los principales insumos son mineral de manganeso o sinterizado, fundente de cal y un reductor-que contiene silicio, como ferrosilicio o silicioanganeso. Para la ruta de descarburación, se utiliza ferromanganeso con alto contenido de carbono-como masa fundida inicial.
¿Cuál es la diferencia entre el refinado silicotérmico y la descarburación con oxígeno?
El refinado silicotérmico utiliza silicio para reducir el óxido de manganeso y nunca introduce carbono, mientras que la descarburación elimina el carbono de una masa fundida existente con oxígeno o vacío. Ambos pueden alcanzar niveles de carbono inferiores al 0,5 por ciento, pero difieren en la materia prima, el tipo de horno y el consumo de energía.
¿En qué tamaños se suministra LC FeMn?
Los tamaños de entrega comunes son de 10 a 50 mm y en trozos de 10 a 100 mm, con fracciones más finas y cortes personalizados disponibles para cables tubulares o sistemas de carga específicos.
¿Cómo se verifica la calidad del LC FeMn?
La calidad se verifica mediante un análisis químico por calor, un certificado de análisis para cada lote, un análisis del tamaño de las partículas y una inspección opcional de terceros-antes del envío.