فرومنگنز چیست؟ انواع و آنالیز شیمیایی طبق آیین نامه

فرومنگنز (FeMn)، یک نوع فروآلیاژ است. عناصر اصلی فرومنگنز، آهن و منگنز می باشد؛ مقدار کمی از عناصر دیگر، مانند فسفر و سیلیسیوم نیز در ترکیب آن استفاده می‌کنند. موارد استفاده فرو منگنز در تولید فولاد و برای ایجاد خواص متالورژیکی، مانند افزایش استحکام، سختی، چقرمگی و سختی‌پذیری است. در فرومنگنزها بین ۶۵ تا ۹۵ درصد منگنز به کار می رود و سه رده کلی دارند که می‌خواهیم در این مقاله، این رده ها، ترکیب شیمایی، کاربرد و همچنین روش تولید و تولیدکنندگان آن‌ها را معرفی کنیم.

فرومنگنز چیست؟

فرومنگنز یا Ferromanganese (FeMn)، یک نوع فروآلیاژ است که از ترکیب آهن و منگنز تولید می‌شود. مقدار منگنز موجود در این فروآلیاژ، حداقل ۶۵% و حداکثر ۹۵% است.

در ترکیب فرو آلیاژ منگنز، علاوه بر آهن و منگنز، مقدار کمی کربن، سیلیسیم، فسفر و گوگرد نیز استفاده می‌شود. درصد استفاده از این عناصر، به نوع فرو منگنز بستگی دارد، ولی در همه انواع فرومنگنز، حدود ۸۰% منگنز وجود دارد.

فرومنگنز به صورت کلوخه یا سنگریزه و ذرات الک‌شده تولید و عرضه می‌شود.

---

شکل ظاهری فرومنگنز

فرومنگنز، ماده‌ای جامد و معمولا کلوخه‌ای شکل است. کلوخه‌های فرو منگنز، فاقد آلودگی‌های خارجی مانند سرباره و آخال غیرفلزی است. زمان تولید، سطح کلوخه و دانه‌های فرومنگنز، دارای جلای فلزی و نقره‌ای رنگ است، اما با گذر زمان، لایه‌ای تیره از اکسیدها سطح آن را می پوشاند. فرومنگنز به صورت طبیعی، بدون بو است.

---

اندازه ذرات فرومنگنز

گستره اندازه ذرات فرومنگنز به ۶ دسته تقسیم می‌شود که در جدول زیر آورده‌ایم؛ به طور مثال، ذرات فرو منگنز می‌تواند از ۳.۱۵ تا ۲۵ میلی‌متر و یا از ۱۰۰ تا ۳۱۵ میلی‌متر باشد. این اندازه‌های متفاوت نشان می دهد فرومنگنز به شکل‌های کلوخه، سنگریزه تا پودر فرومنگنز قابل تولید است.

اندازه ذرات به کمک الک‌های فولادی با شبکه‌های مربعی مشخص می‌شود.

اندازه ذرات فرو منگنز
طبقه	گستره اندازه ذرات (mm)
۱	۱۰۰ تا ۳۱۵
۲	۲۵ تا ۲۰۰
۳	۱۰ تا ۱۰۰
۴	۳.۱۵ تا ۵۰
۵	۳.۱۵ تا ۲۵
۶	تا ۳.۱۵

---

انواع فرومنگنز

انواع فرومنگنز با توجه به میزان کربن در سه گرید اصلی به صورت زیر تقسیم می‌شود:

۱- فرومنگنز پُرکربن (HC Fe-Mn)

میزان کربن در این نوع فرومنگنز ۶ تا ۸% است.

برای خوش‌تراشی قطعات، از فرومنگنز پُرکربن استفاده می‌شود. به طور کلی، از فرو منگنز پُرکربن بیشتر در فرآوری فولاد مذاب استفاده می‌کرده‌اند؛ اما کاربرد آن در این زمینه، معمولا برای فولادهای غیرآلیاژی و آلیاژهای فولادی کم‌کربن محدود می‌شود.

۲- فرومنگنز متوسط کربن (MC Fe-Mn)

درصد کربن در این نوع فرومنگنز می‌تواند ۱، ۱.۵ و ۲ درصد باشد. فرومنگنز کربن متوسط، خود سه نوع متفاوت دارد که در هر کدام، مقدار منگنز متفاوت است.

از فرو منگنز کربن متوسط، بیشتر در صنایع الکترودسازی استفاده می‌شود.

۳- فرومنگنز کم کربن (LC Fe-Mn)

فرومنگنز کم کربن نیز دو نوع متفاوت دارد که با توجه به مقدار منگنزی که در آن وجود دارد، مقدار کربن می‌تواند ۰.۵ یا ۰.۱ درصد یا بیشتر ولی کمتر از ۱ درصد باشد.

اگر از فروآلیاژ فرومنگنز به عنوان ماده اصلی تولید شمش فولاد، چدن و … استفاده شود، معمولا از نوع کم کربن و یا کربن متوسط استفاده می‌کنند؛ زیرا بعد از اضافه کردن فروآلیاژها، نمی‌توان درصد کربن را تغییر یا کاهش داد.

استفاده زیاد از فرومنگنز کم کربن در آلیاژ های آهنی باعث ایجاد ساختار مارتنزیتی می‌شود.

---

ترکیب شیمیایی انواع فرومنگنز

ترکیب شیمیایی فرومنگنز یا فرمول فرومنگنز برای ترکیب عناصر، با توجه به نوع فرومنگنز متفاوت است و باید مطابق با آنالیز معرفی شده در استاندارد ملی ایران شماره ۵۸۲۷  به صورت زیر باشد: (۶ جدول)

۱- آنالیز فرومنگنز پر کربن (۱ جدول)

ترکیب شیمیایی فرومنگنز پر کربن
شناسه	منگنز (Mn) %	کربن (C)%  – Max	سیلیسیم (Si)% – Max	فسفر (P)% – Max	گوگرد (S)% – Max
FeMn68C80HP	از ۶۵ تا و شامل ۷۵	۸	۳	۰.۵۰	۰.۰۳
FeMn68C80MP		۸	۳	۰.۳۵	۰.۰۳
FeMn68C80LP		۸	۳	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn68C80VLP		۸	۳	۰.۱۰	۰.۰۳
FeMn78C80HP	از ۷۵ تا و شامل ۸۵	۸	۳	۰.۵۰	۰.۰۳
FeMn78C80MP		۸	۳	۰.۳۵	۰.۰۳
FeMn78C80LP		۸	۳	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn78C80VLP		۸	۳	۰.۱۰	۰.۰۳

۲- آنالیز فرومنگنز متوسط کربن (۳ جدول)

ترکیب شیمیایی فرومنگنز کربن متوسط – جدول ۱
شناسه	منگنز (Mn) %	کربن (C)%  – Max	سیلیسیم (Si)% – Max	فسفر (P)% – Max	گوگرد (S)% – Max
FeMn78C20	از ۷۵ تا و شامل ۸۲	۲	۲.۵	۰.۳۵	۰.۰۳
FeMn78C20LP		۲	۲.۵	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn78C20 VLP		۲	۲.۵	۰.۱۰	۰.۰۳
FeMn78C15		۱.۵	۲.۵	۰.۳۵	۰.۰۳
FeMn78C15LP		۱.۵	۲.۵	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn78C15VLP		۱.۵	۲.۵	۰.۱۰	۰.۰۳
FeMn78C10		۱	۲.۵	۰.۳۵	۰.۰۳
FeMn78C10LP		۱	۲.۵	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn78C10VLP		۱	۲.۵	۰.۱۰	۰.۰۳

ترکیب شیمیایی فرومنگنز کربن متوسط – جدول ۲
شناسه	منگنز (Mn) %	کربن (C)%  – Max	سیلیسیم (Si)% – Max	فسفر (P)% – Max	گوگرد (S)% – Max
FeMn85C20	از ۸۰ تا و شامل ۸۸	۲	۲.۵	۰.۳۵	۰.۰۳
FeMn85C20LP		۲	۲.۵	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn85C20 VLP		۲	۲.۵	۰.۱۰	۰.۰۳
FeMn85C15		۱.۵	۲.۵	۰.۳۵	۰.۰۳
FeMn85C15LP		۱.۵	۲.۵	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn85C15VLP		۱.۵	۲.۵	۰.۱۰	۰.۰۳
FeMn85C10		۱	۲.۵	۰.۳۵	۰.۰۳
FeMn85C10LP		۱	۲.۵	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn85C10VLP		۱	۲.۵	۰.۱۰	۰.۰۳

ترکیب شیمیایی فرومنگنز کربن متوسط – جدول ۳
شناسه	منگنز (Mn) %	کربن (C)%  – Max	سیلیسیم (Si)% – Max	فسفر (P)% – Max	گوگرد (S)% – Max
FeMn90C20	از ۸۸ تا و شامل ۹۵	۲	۲.۵	۰.۳۵	۰.۰۳
FeMn90C20LP		۲	۲.۵	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn90C20 VLP		۲	۲.۵	۰.۱۰	۰.۰۳
FeMn90C15		۱.۵	۲.۵	۰.۳۵	۰.۰۳
FeMn90C15LP		۱.۵	۲.۵	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn90C15VLP		۱.۵	۲.۵	۰.۱۰	۰.۰۳
FeMn90C10		۱	۲.۵	۰.۳۵	۰.۰۳
FeMn90C10LP		۱	۲.۵	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn90C10VLP		۱	۲.۵	۰.۱۰	۰.۰۳

۳- آنالیز فرومنگنز کم کربن (۲ جدول)

ترکیب شیمیایی فرومنگنز کم کربن – جدول ۱
شناسه	منگنز (Mn) %	کربن (C)%  – Max	سیلیسیم (Si)% – Max	فسفر (P)% – Max	گوگرد (S)% – Max
FeMn80C05	از ۷۵ تا و شامل ۸۸	۰.۵	۲	۰.۳۰	۰.۰۳
FeMn80C05LP		۰.۵	۲	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn80C05 VLP		۰.۵	۲	۰.۱۰	۰.۰۳
FeMn80C01MP		۰.۱	۲	۰.۳۰	۰.۰۳
FeMn80C01LP		۰.۱	۲	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn80C01VLP		۰.۱	۲	۰.۱۰	۰.۰۳

ترکیب شیمیایی فرومنگنز کم کربن – جدول ۱
شناسه	منگنز (Mn) %	کربن (C)%  – Max	سیلیسیم (Si)% – Max	فسفر (P)% – Max	کربن (C)%  – Max
FeMn90C05	از ۸۸ تا و شامل ۹۵	۰.۵	۲	۰.۳۰	۰.۰۳
FeMn90C05LP		۰.۵	۲	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn90C05 VLP		۰.۵	۲	۰.۱۰	۰.۰۳
FeMn90C01MP		۰.۱	۲	۰.۳۰	۰.۰۳
FeMn90C01LP		۰.۱	۲	۰.۲۰	۰.۰۳
FeMn90C01VLP		۰.۱	۲	۰.۱۰	۰.۰۳

---

---

روش تولید فرومنگنز

روش ساخت فرومنگنز به این صورت است که مخلوطی از اکسیدهای MnO2 و Fe2O3، با کربن در کوره بلند یا کوره قوس الکتریکی، در معرض حرارت بالا (۲۶۰۰ درجه) قرار می‌گیرد. در ادامه نیز با استفاده از روش احیاء کربوترمال که روشی به صرفه و اقتصادی است، به فرومنگنز تبدیل می‌شوند. جزئیات تولید هر نوع فرومنگنز نیز به این صورت است:

• روش تولید فرومنگنز پرکربن: در کوره بلند و یا کوره قوس به دو روش سرباره دور ریز و سرباره منگنز بالا
• روش تولید فرومنگنز متوسط کربن: از طریق فرآیند کربن زدایی یا واکنش اکسایش احیا بین سیلیس و سنگ منگنز
• روش تولید فرومنگنز کم کربن: احیاء سرباره غنی از منگنز یا دمش اکسیژن به آلیاژهای پُرکربن فرومنگنز

جالب است بدانید سنگ منگنزی که برای تولید فرومنگنز استفاده می‌شود باید ۷ تا ۸%  سیلیس داشته باشد، اما سنگ منگنز استخراج شده در معادن ایران، حدود ۲۳% سیلیس دارد؛ به همین دلیل برای تولید فرومنگنز در ایران، سنگ منگنز معمولا از آفریقا وارد می‌شود.

---

کاربرد فرومنگنز

کاربرد اصلی فرومنگنز، استفاده در تولید فولاد است. اما از این فروآلیاژ در صنایع دیگر نیز استفاده می‌شود.

کاربرد فرومنگنز در فولاد سازی

• استفاده برای تولید آلیاژهای مختلف فولاد
• بهبود خواص فولاد با حذف اکسیژن و گوگرد
• احیاکننده و تمیزکننده فولاد مذاب به دلیل حذف گوگرد
• کاهش شکنندگی قطعه فولادی و افزایش سختی آن
• استفاده در فولاد زنگ نزن، به جای نیکل که عنصری گران است
• افزایش مقاومت سایشی قطعات فولادی در مقابل نیروهای ضربه‌ای
• همچنین فولادهایی که در آن‌ها بیش از ۱۸% منگنز استفاده می‌شود، غیر قابل مغناطیسی شدن هستند.

کاربرد فرو منگنز در صنایع دیگر

از فروآلیاژ منگنز و خود منگنز در صنایع مختلفی مانند تولید لاک های رنگی، صنایع متالورژی، الکترونیک، سرامیک و … نیز استفاده می‌شود.

• استفاده از فرومنگنز برای تولید انواع کود شیمیایی و گیاهی
• استفاده برای تولید مواد اکسیدکننده و ضد عفونی کننده
• استفاده در چدن سازی و بالا بردن سختی چدن

---

قیمت فروآلیاژ فرومنگنز

قیمت فرومنگنز با توجه به سایز و دانه‌بندی آن و همچنین اندازه کربن (پر، متوسط، کم) تعیین می‌شود. اگر بخواهیم مقایسه ساده‌ای انجام دهیم، با در نظر گرفتن یکسان بودن سایز دانه‌های فرومنگنز، قیمت فرومنگنز کم کربن بیشتر از دو نوع دیگر است. قیمت فرومنگنز متوسط کرن به کم کربن نزدیک است، اما قیمت فرومنگنز پرکربن بسیار کمتر از دو نوع دیگر می باشد.

برای راحتی کار می‌توانید قیمت فروآلیاژهای مختلف از جمله فرومنگنز در گریدهای متفاوت را در لینک زیر مشاهده کنید:

---

کارخانه تولید فرو منگنز در ایران

تولید فرومنگنز در ایران در کارخانه‌های تولیدکننده فروآلیاژها انجام می‌شود. این کارخانه‌ها که مهم‌ترین آن‌ها را در ادامه آورده‌ایم، انواع فرومنگنز کم کربن، متوسط کربن و پرکربن را تولید و عرضه می‌کنند:

• گروه صنعتی پارس خورشید
• شرکت یگانه اندیش صنعت
• شرکت رام پارس
• شرکت ساینا فولاد
• شرکت ورناتجارت اصفهان
• شرکت مهرآذین پویا سهند

در شهر کرمان نیز به تازگی عملیات احداث کارخانه فرومنگنز به کارفرمایی شرکت کیمیا گهر پارس در حال انجام است

---

واردات فرومنگنز

متاسفانه تولید فرومنگنز در ایران، مخصوصا نوع کم کربن آن به دلیل نبود تجهیزات و تکنولوژی و همچنین هزینه‌های بالای تولید، با محدودیت‌های زیادی همراه است؛ در نتیجه، این ماده از کشورهای دیگر، مانند هند، روسیه، چین، آفریقای جنوبی، استرالیا، گابن، برزیل و غنا نیز وارد می‌شود. در حال حاضر، واردکنندگان فرو منگنز در کشور نیز بیشتر فرو منگنز هندی و چینی را تامین و عرضه می‌کنند.

توصیه می‌کنیم برای انتخاب درست و جلوگیری از هدررفت هزینه از تامین‌کنندگان معتبر اقدام به خرید فرومنگنز نمایید.

---

سخن آخر

فرومنگنز (FeMn) فروآلیاژی است که از ترکیب آهن با ۶۵ تا ۹۵ درصد منگنز به دست می آید. فرو منگنز، محصولی استراتژیک و پُرکاربرد است و در صنایع مختلف، مخصوصا صنعت فولاد و چدن استفاده می‌شود. فروآلیاژ فرومنگنز در تمام گریدهای فولاد وجود دارد و بعد از کربن، محبوب ترین آلیاژساز، گوگردزدا و اکسیژن زدا است. فروآلیاژ در سه دسته کم کربن، متوسط کربن و پُرکربن با گریدهای متفاوت دسته بندی می‌شود.

سوالات متداول