«هانیه کریمی» مدیرعامل تامین آلیاژ کارا صنعت پاسخ می‌دهد: مقایسه تخصصی افزودنی‌هایی چون فروسیلیکو منگز و فرومنگنز پرکرین در فرآیند تولید فولاد ما را با تفاوت‌های ترکیبی، کاربردی و اثر متالورژیکی این مواد فروآلیاژی آشنا می‌سازد و مزیت‌های انتخاب بهینه را پیش روی ما قرار می‌دهد.
وی افزود: در تولید فولاد، افزودنی‌های فروآلیاژی نقش حیاتی در بهبود خواص مکانیکی و کنترل ترکیب شیمیایی دارد و فروسیلیکو منگنز و فرومنگنز پرکربن ۲ ماده حیاتی در این فرآیند شناخته می‌شود.
وی اضافه کرد: در نگاه نخست هر ۲ ترکیب برای افزودن منگنز به فولاد به کار می رود اما تفاوت های مهمی بین اینها وجود دارد که اصلی ترین آنها تفاوت در ترکیب شیمیایی و ساختار است.
«کریمی» بیان کرد: فرومنگنز پرکربن دارای ۷۰ تا ۷۸ درصد منگنز، ۶ تا هشت درصد کرین و یک و نیم درصد سیلیسیم می‌باشد و کاربرد اصلی آن اکسیژن‌زدایی و افزایش منگنز در فولادهای کربنی و کم‌آلیاژ است.
وی ادامه داد: در مقابل فروسیلیکو منگنز از ۶۰ تا ۷۰ درصد منگنز، ۱۴ تا ۱۸ درصد سیلیسیم و یک و نیم تا ۲ درصد کربن برخوردار است و از آن برای اکسیژن‌زدایی همزمان فولاد و تامین همزمان منگنز و سیلیسیم استفاده می‌شود.
فروسیلیکو منگنز و فرومنگنز پرکربن از نظر متالورژیکی چه تفاوت‌هایی دارد؟
مدیرعامل تامین آلیاژ کارا صنعت به نقش این مواد فروآلیاژی در اکسیژن‌زدایی اشاره، و بیان کرد: فروسیلیکو منگنز به دلیل دارا بودن سیلیسیم بالا، اکسیژن‌زدایی موثرتری دارد زیرا وجود سیلیسیم واکنش با اکسیژن را تسریع، و ناخالصی را در قالب سرباره خارج می کند؛ در مقابل فرومنگنز پرکربن به تنهایی قدرت اکسیژن‌زدایی محدودی دارد.
«کریمی» به رفتار این مواد فروآلیاژی در دمای ذوب هم اشاره کرد و افزود: نقطه ذوب فروسیلیکو منگنز پایین‌تر از فرومنگنز پرکربن است؛ به همین دلیل در فرآیند ذوب القایی یا ریخته‌گری، زودتر وارد واکنش می‌شود.
وی اضافه کرد: این خاصیت باعث می‌شود فروسیلیکو منگنز برای کوره‌های القایی گزینهی بهتری باشد زیرا واکنش سریع‌تر و کنترل آسان‌تر ترکیب فولاد را ممکن می‌سازد.
وی ادامه داد: یکی دیگر از تفاوت‌های متالورژیکی بین فروسیلیکو منگنز و فرومنگنز پرکربن، میزان کنترل گوگرد و ناخالصی است.
«کریمی» اضافه کرد: منگنز موجود در هر ۲ ماده با گوگرد ترکیب می شود و منگنز سولفید تشکیل می‌دهد که از تردی فولاد جلوگیری می‌کند اما به دلیل میزان سیلیسیم بیشتر در فروسیلیکو منگنز، تشکیل ترکیبات پایدارتری در سرباره ممکن است و حذف گوگرد اندکی بهتر انجام می‌شود.
مدیرعامل تامین آلیاژ کارا صنعت به تفاوت این مواد فروآلیاژی در مصارف صنعتی هم اشاره کرد و گفت: فرومنگنز پرکربن عمدتاً برای اکسیژن‌زدایی و افزایش سختی‌پذیری فولادهای کربنی استفاده می‌شود، در حالی که فروسیلیکو منگنز با ترکیب به‌عنوان ماده اکسیژن‌زدا و گوگردزدا در تولید فولادهای کم‌کربن و فولادهای زنگ‌نزن به‌کار می‌رود.
تفاوت در مصرف صنعتی
| فروسیلیکو منگنز | فرومنگنز پرکربن | ویژگی |
| کمتر (۶۰ تا ۷۰٪) | بالاتر (تا ۷۸٪) | میزان منگنز |
| بالا (۱۴ تا ۱۸٪) | پایین (حداکثر ۱٫۵٪) | میزان سیلیسیم |
| قوی | متوسط | اکسیژن‌زدایی |
| کاربرد در فولادسازی | فولادهای ساده کربنی و کم‌آلیاژ | فولادهای آلیاژی و عملیات نهایی |
| قیمت هر تن (تقریبی) | پایین‌تر | بالاتر |
| نوع کوره‌ی مصرفی | BOF، EAF | EAF، IF |
| رفتار در سرباره | پایداری متوسط | کاهش اکسیژن مؤثرتر |
فروسیلیکو منگنز و فرومنگنز پرکربن در انتخاب برای فولادسازی چه تفاوت‌هایی دارد؟
«کریمی» در پاسخ به این پرسش بیان کرد: در کارخانه‌هایی که از کوره‌ی اکسیژنی برای تولید فولاد استفاده می‌کنند، تمرکز بر افزودن منگنز به فولاد مذاب است؛ در این مرحله، چون اکسیژن‌زدایی عمدتاً توسط آلومینیوم یا فروسیلیس انجام می‌شود، فرومنگنز پرکربن گزینه‌ای اقتصادی‌تر و کافی است.
وی ادامه داد: در کارگاه‌های ذوب القایی به‌ویژه در تولید شمش و ریخته‌گری، فروسیلیکو منگنز ترجیح داده می‌شود زیرا همزمان نقش فروسیلیس و فرومنگنز را ایفا می‌کند؛ این امر باعث صرفه‌جویی در زمان شارژ، کاهش مصرف انرژی و کنترل بهتر ترکیب شیمیایی فولاد می‌شود.
مدیرعامل شرکت تامین آلیاژ کاراصنعت اضافه کرد: از دیدگاه اقتصادی، فرومنگنز پرکربن ارزان‌تر است اما به دلیل نیاز به مصرف همزمان فروسیلیس برای اکسیژن‌زدایی، در مجموع هزینه‌ی نهایی ممکن است نزدیک به فروسیلیکو منگنز باشد.
وی ادامه داد: از دید عملیاتی نیز فروسیلیکو منگنز به دلیل واکنش‌پذیری بالاتر، مصرف انرژی کمتر و سرعت واکنش بهتر، گزینه‌ای مناسب برای واحدهایی است که تولید مداوم و کنترل دقیق ترکیب فولاد برایشان اهمیت دارد.
فروسیلیکو منگنز و فرومنگنز پرکربن روی خواص نهایی فولاد چه اثری دارد؟
کریمی بیان کرد: فرومنگنز پرکربن به‌طور مؤثر سختی و مقاومت به سایش فولاد را افزایش می‌دهد؛ فروسیلیکو منگنز نیز علاوه بر اثر منگنز، با افزودن سیلیسیم باعث افزایش استحکام و بهبود قابلیت ماشین‌کاری می‌شود و در فولادهای ساختمانی، آرماتور، ریخته‌گری و قطعات مقاوم به حرارت، نوع انتخاب آلیاژ تأثیر مستقیمی بر خواص نهایی دارد.
آیا ملاحظات زیست‌محیطی و ایمنی نیز در کاربرد این مواد فروآلیاژی وجود دارد؟
مدیرعامل شرکت تامین آلیاژ کارا صنعت با بیان اینکه استفاده از فروسیلیکو منگنز به دلیل واکنش‌پذیری بالا ممکن است در هنگام شارژ، گرد و دود بیشتری ایجاد کند، بیان کرد: در مقابل، فرومنگنز پرکربن پایداری بیشتری دارد ولی در هنگام ذوب، مقدار بیشتری CO آزاد می‌کند؛ البته هر دو ماده باید در محیط خشک و دارای تهویه‌ی مناسب نگهداری شود.
چه عواملی در انتخاب بین فرومنگنز پرکربن و فروسیلیکو منگنز موثر است؟
کریمی بیان کرد: انتخاب بین این دو فروآلیاژ معمولاً بر اساس سه عامل «ترکیب شیمیایی مورد نیاز فولاد»، «نوع فرآیند ذوب» و «هزینه کل و در دسترس بودن» تعیین می شود؛ اگر فولاد به سیلیسیم نیز دارد، فروسیلیکو منگنز انتخاب بهتری است.
وی افزود: برای کوره‌های القایی و قوس هم فروسیلیکو منگنز ترجیح داده می‌شود در حالی که برای کوره اکسیژن پایه استفاده از فرومنگنز پرکربن اقتصادی‌تر است.
وی این را هم بیان کرد که بسته به بازار داخلی و خارجی، تفاوت قیمت بین این مواد فروآلیاژی گاهی تا ۱۵ درصد هم می رسد اما کارایی مصرف می‌تواند آن را جبران کند.
به گفته وی فرومنگنز پرکربن برای افزودن منگنز با هزینه‌ی پایین‌تر مناسب است، در حالی‌که فروسیلیکو منگنز انتخابی هوشمندانه برای کنترل همزمان منگنز و سیلیسیم در فولادسازی مدرن است.
«کریمی» همچنین با نگاهی به آینده بیان کرد: با حرکت صنایع فولاد به سمت کوره‌های القایی با ظرفیت متوسط و کوچک و افزایش تمایل به کنترل دقیق ترکیب شیمیایی، انتظار می‌رود سهم مصرف فروسیلیکو منگنز در سال‌های آینده بیشتر شود.
