La composition de l’acier en fusion doit d’abord répondre aux exigences des spécifications de nuance d’acier. Cependant, un acier en fusion conforme à ces spécifications peut ne pas être parfaitement adapté à la coulée continue. Par exemple, la teneur en soufre de l’acier en fusion pour la coulée en moule d’acier au carbone ordinaire doit être inférieure ou égale à 0,050 % pour satisfaire aux exigences de la spécification, tandis que la teneur en soufre de l’acier en fusion pour la coulée continue d’acier au carbone ordinaire doit être inférieure ou égale à 0,030 %.
Par conséquent, la composition de l’acier liquide de coulée continue doit être strictement contrôlée, conformément aux exigences du procédé de coulée continue et à la qualité de la billette. Ses principaux principes de contrôle sont les suivants :
- Stabilité de la composition : La composition de l’acier en fusion doit être contrôlée dans une plage étroite pour assurer la stabilité relative de la composition de l’acier en fusion dans chaque four lors de la coulée continue multi-fours et garantir des performances uniformes et constantes de la billette.
- Sensibilité aux fissures : La billette de coulée continue est non seulement soumise à la pression statique de l’acier en fusion et aux contraintes mécaniques lors du redressage, mais une concentration de contraintes dans les parties fragiles peut provoquer des fissures superficielles ou des défauts de fissures internes. Il est donc nécessaire de contrôler rigoureusement les éléments de l’acier qui influencent la tendance aux fissures à chaud, c’est-à-dire d’éviter les zones sensibles aux fissures de chaque composant, de réduire la teneur en éléments nuisibles aux fissures et d’ajouter un troisième élément pour éliminer leur influence.
- Coulabilité de l’acier en fusion : Par exemple, lors de la coulée d’acier trempé au silicium en petites billettes carrées, afin d’éviter le colmatage par l’eau et les bulles sous-cutanées, l’aluminium soluble dans l’acide dans l’acier doit être contrôlé à [AlS] ≤ 0,006 %.
Contrôle de la teneur en carbone, silicium et manganèse
Le carbone est l’élément de base de l’acier et a un impact majeur sur sa structure et ses performances. Son influence est particulièrement marquée pour l’acier devant être traité thermiquement. Par conséquent, la teneur en carbone de l’acier en fusion doit être contrôlée avec précision. Lorsque plusieurs fours sont coulés en continu, la différence de teneur en carbone de l’acier en fusion entre chaque four et chaque lot doit être inférieure à 0,02 %.
La teneur en silicium et en manganèse de l’acier en fusion coulé en continu est contrôlée dans une fourchette étroite afin de garantir la stabilité relative des teneurs en silicium et en manganèse dans les fours de coulée continue. Par exemple, une usine stipule que la différence de teneur en manganèse entre deux fours de coulée continue ne doit pas dépasser 0,15 %. Si cette différence est supérieure à 0,15 %, la billette de liaison est jugée non conforme.
Un contrôle strict des teneurs en C, Si, Mn, etc., ainsi que des mesures d’affinage de la composition hors four, doivent être prises pour répondre aux exigences. Dans la fabrication de l’acier au four à arc électrique, compte tenu de sa capacité relativement élevée à réduire le carbone, le soufre et le phosphore, seul le four d’affinage en poche (LRF) est nécessaire pour ajuster la composition. Dans la fabrication de l’acier au four à moyenne fréquence, la capacité d’affinage étant quasi inexistante, il est nécessaire d’ajouter le four LOD développé par notre entreprise et d’utiliser le procédé d’élaboration IF+LOD+LRF pour contribuer à la réduction du carbone.
Contrôle de la teneur en phosphore et en soufre
La teneur en soufre de l’acier en fusion pour la coulée continue est l’un des facteurs les plus importants pour le processus de coulée continue et la qualité de la billette. L’expérience de production montre qu’une teneur en soufre supérieure à 0,020 % entraîne une augmentation significative des fissures à chaud à la surface de la brame. Les teneurs en S et P doivent être contrôlées conformément à la limite inférieure requise par les exigences de qualité du produit, par exemple un contrôle strict des billettes (P+S) ≤ 0,040 %. C’est pourquoi l’acier en fusion destiné à la coulée continue doit subir une pré-désulfuration et un affinage hors four pour obtenir de l’acier en fusion pur.
Contrôle de la teneur en éléments résiduels
Les éléments qui ne sont pas ajoutés intentionnellement à la composition de l’acier, mais qui sont apportés par les matières premières et ne peuvent être éliminés pendant le processus de fabrication et d’affinage de l’acier, sont appelés éléments résiduels. Parmi eux, on trouve le Cu, le Sn, l’As et le Sb.
Ces éléments résiduels sont apportés par la ferraille lors de la fabrication de l’acier au four électrique. La stabilité chimique du Cu, Sn, Sb et As étant supérieure à celle du fer, ils ne seront pas éliminés lors de l’affinage. Des fissures superficielles apparaîtront lors de la coulée continue et du laminage à chaud.
Mesures de contrôle des éléments résiduels :
- Sélectionnez de la ferraille et diluez la charge avec de la ferraille de plus grande pureté pour les ferraille présentant une teneur en éléments résiduels trop élevée. Une mesure particulièrement efficace consiste à ajouter de l’éponge de fer ;
- En partant du principe que le produit peut répondre à la norme, ajoutez une quantité appropriée de Ni à l’acier fondu pour compenser les effets nocifs du cuivre ;
- La méthode la plus efficace consiste à contrôler la structure de solidification de la surface de la billette et sa température de surface, à éviter les contraintes thermiques et à réduire l’oxydation de sa surface afin de limiter l’enrichissement en cuivre. Le temps de maintien de la billette à haute température dans le four de chauffage doit être aussi court que possible, et il est préférable d’utiliser la coulée continue et le laminage continu.
