L'affinage en poche LF est le processus principal permettant de transformer l'acier fondu ordinaire en acier commercial de haute qualité. La plupart des équipes d'approvisionnement des aciéries et de métallurgie confondent souventDésoxydant composite CaSietferrosiliciumdans les opérations quotidiennes de traitement du calcium. Beaucoup de gens pensent que les deux matériaux peuvent se remplacer pour la désoxydation. Dans le travail réel sur le terrain, leur principe de fonctionnement, leur effet métallurgique et les qualités d'acier applicables sont complètement différents. Une mauvaise sélection entraîne des problèmes de production courants tels qu'une faible récupération du calcium, un colmatage important des buses, un contrôle instable du soufre et une augmentation du coût de consommation des alliages.
Qu'est-ce que le four à poche LF
Le nom complet de la poche LF est Ladle Furnace, un équipement de raffinage secondaire largement utilisé après la fabrication de l'acier par convertisseur ou par four électrique. Différente de la fusion au four primaire, la poche LF ne fait pas fondre la ferraille d’acier. Sa fonction principale est de chauffer l'acier en fusion, d'ajuster la composition chimique, d'éliminer les impuretés nocives et de modifier les inclusions internes.
Grâce à l'agitation de l'argon et au chauffage à l'arc submergé, la poche LF crée un environnement de raffinage scellé et stable. Il est essentiel pour la production d'acier pour pipelines, d'acier pour automobiles, d'acier pour roulements, d'acier de construction à haute résistance et d'autres qualités d'acier haut de gamme qui nécessitent une qualité de surface et une propreté interne strictes.
Pourquoi un traitement au calcium est nécessaire pour le raffinage du LF
Après désoxydation conventionnelle, l'acier fondu produira un grand nombre d'inclusions d'alumine solide et dure. Ces minuscules particules ne peuvent pas flotter naturellement. Lors de la coulée continue, ils s'accumulent au niveau de la buse du répartiteur et provoquent le colmatage de la buse, ce qui interrompt la production et augmente le taux de rebuts de coulée.
Le traitement au calcium est la solution standard à ce problème industriel. Un ajout approprié de calcium peut transformer des inclusions d'alumine dures et pointues en inclusions composites liquides ou sphériques molles. Ces inclusions modifiées flottent facilement et ne boucheront pas la buse. Parallèlement, le traitement au calcium optimise la répartition du soufre dans l'acier en fusion, améliore la ténacité de l'acier et améliore l'usinabilité de l'acier fini ainsi que la stabilité de la coulée.
Avantages et inconvénients du rôle principal : désoxydant composite CaSi vs ferrosilicium
Le plus grand malentendu dans l'industrie est l'utilisation de l'alliage FeSi pour remplacer le calcium-silicium pour le traitement du calcium. Le ferro-silicium facilite uniquement la désoxydation et ne peut pas compléter la modification de l'inclusion. Le tableau suivant compare clairement les performances pratiques des deux matériaux dans le traitement au calcium en poche LF.
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Article |
Désoxydant composite CaSi |
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Fonction principale |
Traitement complet au calcium modifier la désulfuration des inclusions |
Désoxydation pure et ajustement du silicium, aucune capacité de modification du calcium |
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Principe de fonctionnement |
Le silicium élimine l'excès d'oxygène et le calcium réagit d'abord avec l'alumine et le soufre pour optimiser la morphologie des inclusions. |
Le silicium de haute pureté réduit l'oxygène dissous dans l'acier en fusion pour créer un environnement à faible teneur en oxygène |
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Avantages |
Un rendement stable en calcium résout efficacement le colmatage des buses améliore la propreté de l'acier convient à l'acier de haute qualité |
Dissolution stable à bas prix, faible perte d'oxydation, stockage et alimentation faciles |
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Inconvénients |
Le calcium est facile à vaporiser. Une taille inappropriée entraîne une faible récupération, un coût unitaire plus élevé |
Ne peut pas éliminer les inclusions d'alumine seules, insuffisantes pour un raffinage de l'acier de haute propreté |
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Étape applicable |
Étape de traitement du calcium de base du raffinage LF moyen et tardif |
Étape précoce de pré-désoxydation et d'alliage au four |
Règles de sélection pratiques pour la qualité et la taille du contenu
1. Sélection du désoxydant composite CaSi
Pour la norme conventionnelle de raffinage de l'acier ordinaireQualité CaSi avec 28 calcium et 60 siliciumest suffisant pour répondre aux besoins de production quotidiens. Pour les nuances d'acier haut de gamme telles que l'acier à roulements et l'acier pour pipelines, choisissez le composite CaSi à haute teneur en calcium et à faible impureté pour éviter l'excès d'aluminium et les impuretés résiduelles.
La taille est le facteur clé affectant la récupération du calcium dans les poches LF. Une poudre excessivement fine se vaporise instantanément avant de réagir avec l'acier en fusion, provoquant une importante perte de calcium. Les morceaux surdimensionnés se dissolvent lentement et entraînent une réaction locale inégale. Pour les systèmes conventionnels d'alimentation en poches et en fil, la gamme de particules de 10 mm à 50 mm est l'option la plus stable et la plus largement utilisée.
2. Sélection de ferrosilicium FeSi75
FeSi 75 % est la qualité de ferrosilicium standard exclusive pour le raffinage LF. Ne choisissez pas une faible puretéFeSi 72%pour la production d'acier de haute qualité en raison de sa teneur élevée en impuretés. Concentrez-vous sur le contrôle des impuretés résiduelles d'aluminium et de calcium dans le FerroSilicon 75. Une faible impureté de 75 % FeSi peut éviter de générer de nouvelles inclusions secondaires lors de la désoxydation.
En termes de taille, des grumeaux grossiers de 50 mm à 100 mm conviennent au chargement en vrac dans les premiers fours. Les granulés moyens de 10 mm à 50 mm conviennent au réglage fin de la désoxydation de la louche LF. Les fines particules ne sont utilisées que pour une infime correction de la teneur en silicium lors de l'étape finale de raffinage.
Comment faire correspondre deux matériaux dans une production LF réelle
Stade précoce :Ajoutez du FeSi75 pour la pré-désoxydation afin de réduire l'activité de l'oxygène de l'acier fondu. Un environnement pauvre en oxygène peut grandement améliorer le taux d’absorption du calcium du CaSi ultérieur.
Stade intermédiaire et avancé :Utilisez le désoxydant composite Calium Silicon pour le traitement officiel au calcium afin de compléter la modification des inclusions et la désulfuration.
Acier au carbone ordinaire :Pour réduire correctement le dosage de CaSi, comptez davantage sur FerroSilicon 75 % pour contrôler les coûts globaux.
Acier haute propreté :Contrôlez strictement le niveau d'impureté FeSi 75 et assurez un ajout de CaSi suffisant et stable pour éviter les défauts de coulée.
Autres ferroalliages essentiels utilisés dans le raffinage en poche LF
L'affinage en poche LF nécessite la coopération de plusieurs ferro-alliages pour compléter l'ajustement et la purification de la composition de l'acier. Outre le CaSi et le FeSi75, les matériaux couramment utilisés comprennent :
Ferromanganèse : Ajuster la teneur en manganèse pour faciliter la désoxydation et améliorer la résistance et la dureté de l'acier.
Alliage de silicium, baryum et calcium: Désoxydant composite alternatif avec des performances anti-décoloration plus élevées pour le raffinage des aciers spéciaux
Élévateur de carbone : ajustez avec précision la teneur en carbone de l'acier fondu pour stabiliser les propriétés mécaniques
Microalliages de ferroalliages : Ferrovanadium Ferroniobium Ferromolybdène pour le raffinement du grain et l'amélioration des performances de l'acier à haute résistance
Le désoxydant composite CaSi et le ferrosilicium entretiennent des relations de collaboration plutôt que des relations de substitution dans le traitement au calcium en poche LF. Le ferrosilicium entreprend des travaux de base de pré-désoxydation tandis que l'alliage CaSi est le matériau de base pour la modification des inclusions et le traitement au calcium. Les ingénieurs d'approvisionnement doivent sélectionner la qualité de pureté et la taille correspondantes en fonction de leur propre positionnement de la nuance d'acier et de leur propre processus de poche. Une correspondance raisonnable des matériaux peut stabiliser la qualité de l'acier, réduire le taux de colmatage des buses et réduire efficacement le coût global de raffinage.
