Dans la sidérurgie, la formation de laitier mousseux joue un rôle essentiel dans le fonctionnement des fours à arc électrique. Non seulement il stabilise l’arc électrique et réduit la consommation d’énergie, mais il améliore également les réactions métallurgiques, améliorant ainsi l’efficacité globale de la production d’acier.
Processus de base de la formation de scories mousseuses
Lorsqu’une grande quantité de gaz pénètre dans le laitier et se disperse, de multiples interfaces gaz-liquide discontinues se forment à l’intérieur du laitier. Si la tension superficielle du laitier est relativement faible et que l’énergie libre interfaciale reste faible, l’énergie du système reste faible. Dans ces conditions, les minuscules bulles de gaz dispersées dans le laitier ne fusionnent pas facilement, ce qui permet la formation d’un laitier mousseux stable.
À l’intérieur du laitier mousseux, les bulles de gaz sont séparées par de fines pellicules liquides. Ces pellicules sont renforcées, ce qui retarde la libération des bulles. À mesure que les bulles montent sous pression, le volume du laitier change continuellement, favorisant ainsi son moussage.
Pour assurer la stabilité de l’arc recouvert de laitier pendant l’élaboration de l’acier, le laitier mousseux doit maintenir une certaine tension superficielle. Cela nécessite une viscosité appropriée et une quantité suffisante de particules solides en suspension. Des études classiques montrent qu’un contrôle de la basicité binaire entre 1,8 et 2,5 optimise la capacité de moussage et la présence de particules en suspension, assurant ainsi la stabilité de la formation du laitier mousseux.
Conditions de base pour la formation de scories mousseuses
Dans la fabrication de l’acier au four à arc électrique et dans la fabrication de l’acier au convertisseur, deux conditions fondamentales doivent être remplies pour que le laitier mousseux se forme :
1. Présence de gaz avec une énergie suffisante
La génération de gaz dans le laitier, comme la formation de CO, fournit la force motrice nécessaire à la création de bulles et au moussage du laitier.
2. Propriétés physiques et chimiques appropriées du laitier
Le laitier doit avoir une basicité, une viscosité et des particules solides en suspension appropriées pour stabiliser les bulles et prolonger leur durée de vie.
Ce n’est que lorsque ces deux conditions sont satisfaites que le laitier peut mousser efficacement, ce qui permet au laitier mousseux de contribuer aux économies d’énergie, à la protection des électrodes et à l’amélioration des réactions métallurgiques dans la fabrication de l’acier.
