Un alliage composé de manganèse, de silicium, de fer, de carbone et d’autres éléments est appelé alliage silicium-manganèse. Avec une large gamme d’applications et une production importante, il s’agit d’un type de ferroalliage.
L’alliage manganèse-silicium est largement utilisé comme désoxydant dans l’industrie sidérurgique. Il est également utilisé comme agent réducteur pour la production de ferromanganèse à moyenne et faible teneur en carbone, ainsi que de manganèse métallique par la méthode électrosilicothermique. Le manganèse et le silicium sont les principaux éléments d'alliage de l'acier au carbone en raison de leurs rôles importants. Le manganèse, en particulier, est crucial dans le processus de fabrication de l’acier car il sert de désoxydant vital. Pratiquement toutes les qualités d'acier nécessitent du manganèse pour une désoxydation efficace. Lorsque le manganèse est utilisé pour la désoxydation, le sous-produit d’oxygène qui en résulte a un point de fusion bas, ce qui le rend facile à éliminer. De plus, le manganèse renforce l’effet désoxydant de puissants désoxydants comme le silicium et l’aluminium. La désulfuration est une autre fonction essentielle du manganèse, ajouté en faible quantité aux aciers industriels. Ce processus garantit que l'acier peut être soumis au laminage à chaud, au forgeage et à d'autres processus de fabrication sans risque de fracture. Le manganèse joue également un rôle central en tant qu’élément d’alliage dans divers types d’acier. Par exemple, l’acier allié contient plus de 15 % de manganèse pour augmenter la résistance structurelle de l’acier. D’autre part, le silicium est un élément d’alliage crucial dans la fonte brute et l’acier au carbone, juste derrière le manganèse. Il est principalement utilisé dans la production d'acier comme désoxydant dans le métal en fusion ou comme additif d'alliage pour améliorer la résistance et les propriétés de l'acier. De plus, le silicium sert de moyen de broyage efficace, convertissant le carbone de la fonte en carbone de broyage libre. La teneur en silicium de la fonte grise standard et de la fonte nodulaire peut atteindre 4 %. Dans la fabrication de l'acier, des quantités importantes de manganèse et de silicium sont ajoutées à l'acier en fusion sous forme de ferroalliages, à savoir le ferromanganèse, le silicium-manganèse et le silicium-fer.
La production d'alliage silicium-manganèse implique la réduction du minerai de manganèse, notamment des scories riches en manganèse, ainsi que de l'oxyde de manganèse et du dioxyde de silicium dans un milieu de silice. Ce processus de réduction a lieu dans un four à arc submergé, où le carbone est utilisé comme agent réducteur.
Afin de créer un alliage de manganèse et de silicium, diverses matières premières sont utilisées dans le four à arc submergé. Ceux-ci comprennent le réducteur carboné, le minerai de manganèse, les scories riches en manganèse, le minerai de manganèse fritté, le minerai de manganèse grillé et la silice. De plus, la chaux, la dolomite et la fluorine sont utilisées comme fondants lors de la production continue de l'alliage dans le four électrique.
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