La principale caractéristique du procédé de coulée continue est le refroidissement forcé de l’acier en fusion, qui se solidifie rapidement en billettes. Par conséquent, le procédé de coulée continue lui-même impose des exigences plus strictes en matière de qualité de l’acier en fusion. Il doit non seulement garantir une température et un degré de désoxydation stables et appropriés pour garantir la coulabilité, mais aussi minimiser les impuretés de soufre et de phosphore, ainsi que la teneur en gaz et en inclusions, afin de garantir une coulée fluide et la qualité des billettes. En d’autres termes, garantir un approvisionnement rapide en acier en fusion de qualité est la base et la condition préalable à la production de coulée continue.
Contrôle de la température de l’acier en fusion lors de la coulée continue
La température de coulée de l’acier en fusion est un paramètre important du procédé de coulée, et les exigences de la coulée continue en la matière sont beaucoup plus strictes que celles de la coulée en moule. Cela s’explique par le fait que :
- Une température de coulée appropriée est essentielle à une coulée continue fluide. Une température de coulée de l’acier en fusion trop basse pendant la coulée continue peut provoquer le gel de l’arrivée d’eau dans le répartiteur, forçant ainsi le terminal de coulée. Une température trop élevée peut non seulement entraîner un dysfonctionnement de l’arrivée d’eau dans la poche, mais aussi un amincissement de la virole et une épaisseur inégale, entraînant des fuites d’acier.
- Une température de coulée appropriée est essentielle pour obtenir une bonne qualité de coulée. La théorie comme la pratique montrent qu’une température de coulée élevée aggrave l’oxydation secondaire de l’acier en fusion et son érosion sur le matériau réfractaire du revêtement, augmentant ainsi le nombre d’inclusions non métalliques dans la pièce et favorisant l’apparition de divers défauts tels que déformations en losange, gonflements, fissures internes, desserrage et ségrégation au centre. Une température de coulée basse favorise la formation d’une coque froide à la surface de l’acier liquide dans le cristallisoir, détériorant ainsi la qualité de surface de la pièce et nuisant à la pureté de l’acier.
Contrôle de la composition de l’acier fondu en coulée continue et exigences de désoxydation de l’acier fondu
Les caractéristiques de fonctionnement du procédé de coulée continue sont les suivantes : (1) fonctionnement continu, coulée continue de plusieurs fours ; (2) refroidissement forcé tout au long du procédé ; (3) le moulage et la solidification progressive de la pièce moulée sont réalisés dans un mouvement spécifique (incluant certaines déformations).
Le contrôle de la composition de l’acier fondu et les exigences de désoxydation de l’acier fondu dans le processus de coulée continue sont principalement :
- Stabilité de la composition. La coulée continue exige que la composition de l’acier en fusion dans la poche soit uniforme afin de garantir la cohérence de la composition de la billette ; pour l’acier en fusion coulé dans plusieurs fours, la norme nationale relative aux billettes de coulée continue exige que la coulée continue du panier de coulée soit réalisée avec le même type d’acier.
- Bonne coulabilité de l’acier en fusion. Le diamètre de l’entrée d’eau du répartiteur de coulée continue est réduit, notamment pour les machines de coulée continue de billettes carrées de petite taille, ce qui impose des exigences plus élevées en matière de fluidité de l’acier en fusion. La fluidité de l’acier en fusion reflète sa coulabilité. Sous réserve d’un contrôle thermique adéquat, la fluidité de l’acier en fusion reflète sa pureté. Un acier en fusion contenant peu d’inclusions et une faible teneur en N, H et O présente une meilleure fluidité.
- Sensibilité anti-fissuration. Lors de la solidification de la billette en coulée continue, la croissance de la coque est affectée non seulement par les contraintes thermiques et organisationnelles générées par le refroidissement forcé, mais aussi par l’effet combiné de multiples contraintes telles que la pression statique de l’acier en fusion, les contraintes mécaniques de traction lors de l’étirage de la billette et les contraintes de flexion lors du redressage. Une concentration de contraintes dans la pièce fragile peut entraîner des défauts tels que des fissures superficielles et internes. Par conséquent, les éléments de l’acier qui influencent la tendance aux fissures à chaud doivent être strictement contrôlés.
Application de la technologie de raffinage à l’extérieur du four pour fournir de l’acier fondu purifié pour la coulée continue
Avec l’amélioration continue des technologies industrielles et du niveau de vie, les secteurs des transports, de l’énergie, de l’aviation, de la construction, de l’automobile, de la fabrication de machines et de l’électronique imposent des exigences de qualité toujours plus élevées aux produits sidérurgiques, et leur utilisation se généralise. Pour répondre aux besoins du marché, les aciéries modernes doivent être capables de produire des nuances d’acier à très faible teneur en carbone, à très faible teneur en soufre, à très faible teneur en gaz et à une plage de contrôle de composition très étroite.
Le développement de technologies d’affinage hors four optimise le flux du procédé métallurgique, ce qui non seulement offre un moyen efficace de produire les nuances d’acier mentionnées ci-dessus, mais réduit également l’efficacité énergétique et améliore la productivité. Le procédé d’optimisation actuel, utilisant principalement le convertisseur et le four à arc électrique comme méthode de fabrication de l’acier, est le suivant :
- Fer en fusion de haut fourneau -> prétraitement du fer en fusion -> élaboration de l’acier par convertisseur -> affinage secondaire de l’acier en fusion -> coulée continue -> laminage continu ;
- Ferraille d’acier, fonte, boulettes métallisées -> fusion au four à arc électrique de haute ou très haute puissance -> taraudage de l’acier au fond du four excentrique -> affinage secondaire de l’acier en fusion -> coulée continue -> laminage continu
Pour la fabrication d’acier au four à induction, notre société Shanghai Metallurgy Equipment Group, SME Group a développé indépendamment le four LOD, combiné au LRF, pour former une combinaison d’affinage secondaire au four, formant le procédé IF+LOD+LRF : ferraille d’acier, (~20%) fonte- > fusion au four à induction-> taraudage de l’acier-> LOD-> LRF-> coulée continue-> laminage continu
Ce procédé réduit considérablement les exigences de qualité de la ferraille dans la fabrication de l’acier au four à induction, lui permettant de produire des billettes d’acier qualifiées à faible teneur en carbone, en soufre et en phosphore, améliorant considérablement la compétitivité du marché des aciéries à four à induction.
