Марганцовистого аустенита

Марганцевый агломерат получают из марганцевого концентрата, для производства которого в основном используют оксидные руды Никопольского и Чиатурского месторождений. В состав этих руд входит пиролюзит _МпО2; содержание марганца в рудах 23—28%, в агломерате — 49 %.

центрат составило 90—96 % от количества его в исходных концентратах, подвергавшихся доводке, что соответствует извлечению марганца 57—78 % от количества его в руде. Сущность гидрометаллургического метода, разработанного в ДМетЙ, состоит в спекании при температуре ~830°С измельченной до фракции <0,16 мм марганцевой руды или концентрата с содой (Ыа2СОз) или содо-поташной смесью (1\2СОз+ 4-Na2C03), являющейся побочным продуктом комплексной переработки нефелинов. После выщелачивания полученного спека горячей водой фосфор и кремнезем переходят в раствор, а весь марганец остается в осадке. При обработке по этому методу низкосортного марганцевого концентрата с 32,5 % Мп, 0,24 % Р и 20,8 % SiO2 был получен концентрат, содержащий 37 % Мп, 0,02 % Р и 10 % SiO2. Этот метод позволяет снизить в концентрате или руде содержание фосфора в десять раз и кремнезема в два раза, что очень важно для снижения потерь марганца в шлаках. Преимуществом разработанного способа является возможность получения в качестве второго полезного продукта белой сажи, которая широко используется в шинной и резинотехнической промышленностях. Реализация сажи существенно снижает стоимость обогащенного марганцевого концентрата.

марганцевого концентрата, кг/т.......... 1205,5

Агломерация является наиболее рациональным методом подготовки к плавке карбонатного гаусманитового концентрата. Также успешно осуществлена и агломерация гравитационных концентратов и карбонатного крупностью <5мм, флотационных концентратов или смеси карбонатной руды и высокодисперсного марганцевого концентрата. Р1меет место следующий механизм восстановительно-окислительных процессов по ходу спекания: восстановление МпО2 марганцевой руды начинается в зоне подогрева шихты и протекает в ней до Мп2О3, в зоне размягчения и расплавления идут реакции восстановления Мп2О3 до Мп3О4 и МпО; по выходе из зоны расплавления часть МпО окис-

На заводе «Касима» (Япония) марганцевые концентраты окомковывают на грануляторе производительностью НО т/ч, затем обжигают во вращающейся печи (d=3,5 м и 1=75 м). Имеется положительный опыт выплавки сили-комарганца на сырых брикетах [88]. Брикеты изготавливали (в скобках — навеска компонентов в килограммах на колошу) из марганцевого концентрата крупностью 3—0 мм (150), речного песка (25), угля (50) и связки, представляющей собой смесь битума БИ-111 и мазута в соотношении 1 : 1 (9) и с. с. б. (13,5). При сравнительных плавках на печи мощностью 1,2 МВД использование марганца при работе на брикетах было на 7 % выше, чем при работе на рудных концентратах, и на 10 % выше, чем при работе на агломерате.

Мп—Si—С (-42% Сг; 20% Мп; 10% Si; 5% С; 0,07% Р) непрерывным углевосстановительным процессом из хромовых и бедных марганцевых руд Казахстана при достаточно высоком использовании полезных элементов: хрома — 92—94%; марганца — 70—75% и кремния— 40—45%. Экономический эффект от использования сплава ФМХнСбОО достигает 0,7—3,1 руб/т стали. Опытные работы показали возможность получения такого сплава с 2—8 % А1 либо введением и шихту бокситового агломерата либо (для получения низкого содержания алюминия в сплаве) присадкой жидких алюминия или силумина в ковш со сплавом ФХМнСбОО. Разработана технология выплавки сплава ФХМнСбОО с применением бедных углей в качестве восстановителя. Показатели выплавки сплава в печи мощностью 1,2 кВА приведены в табл. 47. Из марганцевого концентрата, шлака от производства высокоуглеродистого ферромарганца, обожженной боратовой руды, известняка, кварцита, коксика и каменного угля на ЗФЗ разработан непрерывный способ производства углевосстановительным методом сплава КМКБА, содержащего 42—48% Si, 18—22% Мп, 5—7% Са, 0,65—1,2% В и 5—8 % А1. Основные показатели плавки приведены в табл. 48.

марганцевого концентрата II сорта 0,515

марганцевого карбонатного концентрата ....... 0,90 .

Смесь марганцевого концентрата и

Опытные работы под руководством В. А. Кравченко показали возможность замены части кварцита и коксика шунгитовыми породами (47,5 % Si02; 0,33 % TiO2; 4,30 % А12О3; 1,98 % FeO; 0,70 % MgO: 0,17 % СаО; 0,11 % N2O; 0,31 % К2О и 43 % С). М. И. Гасик [99] при выплавке СМн17 в герметичной печи РКГ-75 использовали в шихте магнезиальный марганцевый агломерат, полученный спеканием шихты, состоящей из 55—60 % марганцевого концентрата (32,2 % Мп), 33—• 39 % магнезиальный порошок (82 % MgO) и 6—7 % коксовой мелочи. Полученный агломерат имел температуру плавления на 80—120 °С выше, чем неофлюсованный агломерат. При промышленном опробовании такого агломерата для выплавки силикомарганца, даже частичном, с подшихтовкой обычных марганецсодержащих материалов производительность печи повысилась на 4,5 %, извлечение марганца и кремния в сплав соответственно на 2,3 и 2,4 %. Удельный расход электроэнергии снизился на 0,74 %. А. Т. Хвичия проводил выплавку силикомарганца из предварительно нагретых брикетов моношихты. При нагреве брикетов До 600 °С в трубчатой печи теплом сгорания колошниковых газов электропечи удельный расход электроэнергии снижается на 25 %, производительность повышается иа 35 % и угар кремния и марганца снижается в два раза.

марганцевого концентрата (48 °/о Мп) .......... 1020 990 1015

Такая особенность легирования марганцовистого аустенита алюминием использована в наиболее экономичной и достаточно технологичной немагнитной стали 45Г17ЮЗ. Механические свойства этой стали в закаленном состоянии следующие: ов=70 кгс/ммг, 00,2=35 кгс/мм2, 5=35%, ае —

Серра Шибера и Фелин Матас [2] объяснили связь между фигурами травления и кристаллическим строением нержавеющей стали 18/8. Штриховое травление специальных сталей, за исключением марганцовистого аустенита по методу Клемма, до сих пор еще не обнаружено. При имеющихся прожилках, по данным Нортготта [31, легированные стали должны травиться 5%-ным спиртовым раствором азотной кислоты, а нержавеющие стали — 10%-ным раствором персульфата аммония в соляной кислоте,

Травитель 1 [1 мл НС1; 90 мл этилового спирта]. Спиртовой раствор соляной кислоты пригоден для предварительного выявления границ зерен марганцовистого аустенита и для общего выявления контуров. При этом может происходить слабое проявление структуры поверхности зерен (рис. 46).

Тиосульфат натрия (III) выявляет марганцовистый аустенит примерно за 20 с с большей глубиной травления, чем тиосульфат натрия (II). Границы зерен отчетливо видны; поверхности марганцовистого аустенита различаются окраской, причем можно обнаружить также различия в концентрации (ликвацию в твердом растворе фосфор—железо—марганец) (рис. IV, на цветной вклейке).

Травитель 6 [100 мл НС1]. Концентрированная соляная кислота пригодна для выявления фигур травления, особенно однозначно фиксируются плоскости (100) и (111). Длительность травления марганцовистого аустенита составляет несколько минут.

Сплавы с нестабильной аустенитной матрицей проявляют значительно более высокую износостойкость, чем сплавы со стабильной основой. Высокое сопротивление изнашиванию первых объясняется значительными изменениями, происходящими в их поверхностных слоях в процессе износа (превращение аустенита в мартенсит, создание внутренних сжимающих напряжений, выделение мелкодисперсных карбидов по плоскостям скольжения, значительное перераспределение количеств структурных составляющих и т. д.). Износостойкость таких сплавов повышается при наличии однородной карбидной фазы, причем ее содержание выше у марганцовистого аустенита по сравнению с никелевым.

труднее обрабатывается резанием,поскольку наклепывается сильнее, чем феррит. Обладает высокой стойкостью против износа при ударных нагрузках. Имеет низкий предел текучести при сравнительно высоком пределе прочности, высокие пластичность и ударную вязкость. Не переходит в хрупкоэ состояние при понижении температуры испытания, если только по границам его зерен нет фаз с малой прочностью. Характерной особенностью аустенита высокомарганцовистых сталей (10 — 15% марганца и 1 — 1.4% углерода) является сочетание свойств высокого сопротивления истиранию и хорошего сопротивления ударным нагрузкам. Высокое сопротивление износу марганцовистого аустенита объясняется его большой склонностью к упрочнению под влиянием наклепа и превращением аустенита в мартенсит под влиянием деформации. Образующийся весьма твердый поверхностный слой хорошо сопротивляется истиранию, тогда как сохранившаяся вязкая аустенитная сердцевина успешно противостоит ударным нагрузкам.

У марганцовистых сталей очень резко меняется ударная вязкость (сталь с 0,09% С и 16,4% Мп): при 250° С ан = 29 кГм/см2, а при 20 и —180° С она соответственно равна 1,4 и 0,5 кГм/см2. Вязкость марганцовистого аустенита может быть повышена путем добавок никеля, углерода и азота.

В связи с высокой износостойкостью марганцовистого аустенита в условиях ударных и микроударных нагрузок была разработана сталь ЗОХ10ПО, отличающаяся высокими характеристиками в условиях кавитационной эрозии и других видов микроударного износа [2]. Сталь содержит 0,26—0,44% С; 9,5—12% Сг; 7—11% Мп; до 0,04% S и до 0,03% Р. Механические свойства и микроструктура стали указаны в табл. 46 и 47.

Такая особенность легирования марганцовистого аустенита алюминием использована в наиболее экономичной и достаточно технологичной немагнитной стали 45Г17ЮЗ. Механические свойства этой стали в закаленном состоянии следующие: 0В=70 кгс/мм2, 00,г=35 кгс/мм2, 8=35%, а„ =

Сварные швы хромоникелевых сталей типа 18-13-3Mn-0,60Ti и 18-ll-3Mn-l,02Nb и 0,47% Та имеют значительно меньшую ударную вязкость при —180° С, чем прокатанный металл. Закалка при 1100° С оказывает благоприятное влияние как в случае литого, так и деформированного состояния. Очень резко меняется ударная вязкость марганцовистого аустенита стали с 0,09% С и 16,4% Мп, у которой при 250° С ak = 29 кГ-м/см*, а при 20° С и —180° С составляет-1,4 и 0,5 кГ-м/см*. Структура этой стали состояла из аустенита и мартенситоподобной фазы. Вязкость марганцовистого аустенита может быть повышена добавкой никеля, углерода и азота.