Overview
Ces ferroalliages sont couramment utilisés dans la sidérurgie et la production de fours à arc électrique pour la désoxydation et l’alliage, notamment pour les aciers inoxydables, les aciers à haute teneur en manganèse, les aciers à outils, les aciers à roulements, et bien plus encore.
Ferromanganèse et silicomanganèse : caractéristiques et utilisations
Définitions et classification
- Le ferromanganèse est un alliage de manganèse et de fer contenant également du carbone, du silicium et d’autres éléments. Selon sa teneur en carbone, il peut être classé en deux catégories : à teneur moyenne en carbone et à faible teneur en carbone.
- Un alliage contenant suffisamment de manganèse et de silicium est appelé silicomanganèse ; il est composé de silicium, de manganèse et de petites quantités d’impuretés.
Fonctions et applications
- Environ 80 % du manganèse est utilisé comme désoxydant dans la fabrication de l’acier ; il affine la taille des grains et améliore la trempabilité de l’acier.
- En tant qu’élément d’alliage, le manganèse augmente la résistance à la corrosion atmosphérique et améliore la forgeabilité et la laminabilité.
- L’acier à haute teneur en manganèse résistant à l’usure est largement utilisé pour les pièces d’excavatrices et de concasseurs.
- Dans certains aciers inoxydables, le manganèse peut partiellement remplacer le nickel, une matière rare.
- Le silicomanganèse sert de désoxydant composite et d’additif d’alliage dans la fabrication de l’acier ; ses produits de désoxydation ont de bas points de fusion et remontent facilement à la surface.
Ferromanganèse à faible teneur en carbone (composition et utilisation)
- Définition : teneur en carbone <0,7 % et teneur en manganèse >80 %.
- Utilisation : matière première importante pour l’industrie sidérurgique et la production d’électrodes de soudage, particulièrement essentielle pour la fusion d’aciers spéciaux tels que les aciers à haute teneur en manganèse et les aciers inoxydables résistants aux acides.
Compositions courantes pour la fabrication d’acier au four à arc électrique
- Silicomanganèse : environ 17 % de Si et environ 65 % de Mn.
- Silicomanganèse à haute teneur en silicium : environ 28 % de Si et environ 60 % de Mn.
Ferrochrome et alliage silicium-chrome : caractéristiques et utilisations
Définitions et classification
- Le ferrochrome est un alliage de chrome et de fer qui contient également du carbone, du silicium et d’autres éléments. Selon sa teneur en carbone, il est classé en ferrochrome à haute, moyenne, faible et très faible teneur en carbone.
- Un alliage contenant suffisamment de chrome et de silicium est appelé alliage silicium-chrome.
Fonctions et applications
- L’ajout de chrome à l’acier améliore sa ténacité, sa résistance à l’usure et sa résistance à la corrosion.
- Le chrome présente une forte capacité de passivation ; avec l’augmentation de la teneur en chrome, la résistance à l’oxydation s’améliore.
- Le ferrochrome est principalement utilisé dans la production d’acier inoxydable ; il est également employé dans les aciers à outils et les aciers pour roulements.
Ferrovanadium : caractéristiques et utilisations
- Le ferrovanadium est utilisé pour la production d’aciers de haute qualité et d’aciers spéciaux.
- Le vanadium agit à la fois comme élément d’alliage et comme désoxydant ; il augmente la ténacité, l’élasticité et la résistance, et confère une grande résistance à l’usure et aux chocs.
Ferrosilicium : utilisations et pulvérisation du FeSi contenant environ 75 % de silicium.
Utilisations
- Dans la sidérurgie, le ferrosilicium est utilisé comme désoxydant et agent d’alliage ; l’ajout d’une quantité appropriée de silicium améliore considérablement la résistance, la dureté et l’élasticité de l’acier, c’est pourquoi il est utilisé dans les aciers de construction, les aciers à outils et les aciers à ressorts.
- Dans la fonte, le ferrosilicium est un agent d’inoculation important et un composant utilisé dans le procédé de sphéroïdisation.
- Dans la production de ferroalliages, le ferrosilicium est souvent utilisé comme agent réducteur.
Phénomène de pulvérisation du ferrosilicium contenant environ 75 % de silicium (FeSi75)
- Dans des conditions normales, les produits stockés pendant plusieurs mois ne présentent pas de formation de poudre visible.
- La formation de poudre est plus probable avec des pièces moulées excessivement épaisses (>100 mm), une faible teneur en silicium (Si < 0,72 %) et des niveaux élevés d’impuretés (par exemple, des teneurs élevées en Al, P, Ca).
- Lorsque les matières premières sont fortement impures et qu’une ou plusieurs impuretés dépassent les limites autorisées, le produit peut paraître normal au premier abord, puis développer des fissures en surface au bout d’environ une semaine et se désagréger progressivement en poudre ; l’humidité ou la pluie accélèrent ce processus de pulvérisation.
- Si la teneur en soufre du ferrosilicium dépasse 0,01 % et qu’il contient une certaine quantité de calcium, le ferrosilicium stocké a tendance à se fissurer et à dégager des gaz en raison des réactions des sulfures et des carbures avec l’humidité atmosphérique.
- En présence d’air humide, le phosphore contenu dans le ferrosilicium peut réagir avec la vapeur d’eau pour former de la phosphine (PH3), ce qui provoque une pulvérisation du matériau et présente des risques d’empoisonnement.
