Metallurgische Mechanismen bei der Direkt- und Schmelzreduktion von Manganerz und Eisenerz

Mangan hat als Legierungselement eine Sonderstellung und ist in fast allen Stahl- und Gußeisentypen vorhanden. Es wird auch für die Herstellung von günstigeren Austenitgüten verwendet, indem es Nickel ersetzt. Mn wird gewöhnlich nach dem Konverter als FeMn zulegiert. Es wird auch mit Si zur kombinierten Desoxidation verwendet. Die Nachfrage nach Mn in günstiger Form, das zum Legieren verwendet werden kann, ist daher hoch. Diese Faktoren stehen hinter der Suche nach alternativen Mn-Legierungstechniken bei der Stahlherstellung. FeMn ist vergleichsweise teuer, da es meist im Elektro- Niederschachtofen (E-Energie) oder im FeMn-Hochofen (Koks) erzeugt wird. Kohle ist ein günstigeres Reduktionsmittel, macht aber wegen Kohlenwasserstoff- und Teerkomponenten Probleme im Strömungssystem des Hochofens. Die Mn-Verluste und der Einsatz von Mn-Erz mit geringem P-Gehalt müssen auch berücksichtigt werden. Stähle mit einem Mn- Gehalt von 15...30 Gew. % weisen aufgrund ihrer Mikrostruktur hohe Duktilität und gute Härtbarkeit auf. Ihre Verwendung in der Automobilindustrie bietet ein wesentliches Verbesserungspotential für die Gewichtsreduktion und die erhöhte Sicherheit. Ziel dieser Arbeit war die Evaluierung neuer Anwendungsmöglichkeiten für Mn- und Fe- Erz in Direkt- und Schmelzreduktionsverfahren als ein Vormaterial für die Herstellung von Hoch-Mn-Stählen. Dies umfasst die Verwendung von Briketts, feinem Erz und das Einblasen von Mn-Erz und Mn-Erz-Al-Briketts in die Schmelze. Der kombinierte Einsatz von feinem Erz (Mn und Fe) und Briketts in der Direktreduktion auf Kohle- und Gasbasis wird vorgestellt. Ziel ist die Herstellung einer Art Mn-Eisenschwamm, der für die Herstellung von Hoch-Mn-Stählen einsetzbar ist.