Silicium à haute teneur en carbone 6515(alliage de silicium et de carbone), en tant que nouveau désoxydant d'alliage composite, possède de multiples fonctions de « désoxydation + carbonisation + chauffage » et peut remplacer les matières premières traditionnelles telles quepoudre de ferrosiliciumet du carbure de calcium. Il permet de réduire les coûts et d'améliorer l'efficacité des processus de fabrication d'acier et d'alliage par convertisseur, et son rapport de composition et sa conception morphologique sont directement adaptés aux exigences d'efficacité et de coût de la production d'acier à grande échelle.
La désignation du silicium HC 6515 (alliage de silicium-carbone) provient de sa composition de base de « 65 % de silicium + 15 % de carbone » :
Composants de base :Si 60 % à 70 %, C 12 % à 18 % (élément fonctionnel de base), impuretés Al inférieures ou égales à 1,5 %, S inférieures ou égales à 0,05 %, P inférieures ou égales à 0,04 %, Fe 10 % à 15 % ;
Propriétés physiques :Point de fusion 1200-1300 degrés, densité 2,8-3,2 g/cm³, en blocs naturels (10-100 mm), en poudre ou sous forme comprimée ; hautement chimiquement actif à haute température, possédant à la fois des propriétés réductrices et cémentantes ;
Mécanisme de base et effet quantitatif
(1) Désoxydation composite : élimination efficace des impuretés d’oxygène de l’acier en fusion
Principe de réaction :
Désoxydation du silicium :Si + 2FeO → SiO₂ + 2Fe, le SiO₂ généré flotte facilement et s'élimine avec les scories ;
-Désoxydation assistée par le carbone :C + FeO → CO↑ + Fe, le gaz CO brasse l'acier en fusion, favorise la flottation des inclusions et améliore l'uniformité de la désoxydation ;
Effet synergique :L'efficacité combinée de désoxydation du silicium et du carbone est de 20 à 30 % supérieure à celle du ferrosilicium simple, évitant ainsi une désoxydation locale insuffisante ;
Effet quantitatif :
Avec une quantité ajoutée de 0,8 à 1,5 %, la teneur en oxygène de l'acier fondu peut être réduite de 80 à 100 ppm à 35 à 50 ppm, et l'efficacité de désoxydation atteint 50 à 65 % ;
Comparaison avec les processus traditionnels: En remplaçant la combinaison ferrosilicium + carbone, la quantité totale d'inclusions d'oxyde est réduite de 40 à 50 % et le taux de défauts de surface de la billette est réduit de 1,2 % à 0,5 %.
(2) Contrôle de l'augmentation du carbone : répondre précisément aux exigences en matière de teneur en carbone des nuances d'acier
Mécanisme d'action :Les éléments de carbone se dissolvent directement dans l'acier fondu, obtenant une amélioration précise du carbone et évitant le problème des grandes fluctuations du taux d'absorption des exhausteurs de carbone traditionnels (tels que la poudre de graphite) ;
Effet quantitatif :
L'efficacité d'amélioration du carbone atteint 85 % à 90 % et la teneur en carbone de l'acier fondu peut être contrôlée avec précision de 0,05 % à 0,15 % à 0,45 %, répondant ainsi aux exigences de teneur en carbone de l'acier au carbone moyen (45#) et de l'acier de construction faiblement allié (Q355) ;
Comparaison avec les exhausteurs de carbone graphite :Le taux d'absorption du carbone est augmenté de 30 à 40 % et l'écart d'uniformité de la composition de l'acier fondu est inférieur ou égal à ± 0,02 %, réduisant ainsi le taux de rebut causé par les fluctuations de la teneur en carbone.
(3) Aide au chauffage : réduction de la consommation énergétique de la sidérurgie
Caractéristiques de la réaction :Les réactions du silicium, du carbone et de l'oxygène sont toutes des réactions exothermiques ;
Effet quantitatif :L'ajout de 1,0 % de silicium 6515 à haute teneur en carbone peut augmenter la température de l'acier fondu de 40 à 60 degrés, réduire la consommation d'électrodes ou de carburant et réduire la consommation d'énergie par tonne d'acier de 5 % à 8 %, ce qui est particulièrement adapté aux exigences de chauffage de la fabrication d'acier à convertisseur.
