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Dans l'industrie sidérurgique, les fils fourrés jouent un rôle crucial dans l'amélioration de la qualité et des propriétés de l'acier. Deux types de fils fourrés couramment utilisés sont les fils fourrés au silicium-calcium et les fils fourrés à l'aluminium-calcium. Chacun possède ses propres caractéristiques, avantages et applications. Cet article vise à comparer ces deux types de fils fourrés pour aider les producteurs d'acier à prendre des décisions plus éclairées.
Le fil fourré au silicium-calcium est constitué d'une gaine en acier remplie d'un mélange de silicium (Si) et de calcium (Ca). Le silicium est un puissant désoxydant et un agent graphitisant dans l'acier. Le calcium peut modifier la forme des inclusions non métalliques, réduisant ainsi leurs effets néfastes sur les propriétés mécaniques de l'acier. La combinaison de silicium et de calcium dans le fil fourré offre de multiples fonctions pendant le processus de fabrication de l'acier.
Le fil fourré à l'aluminium-calcium est composé d'une gaine en acier renfermant un mélange d'aluminium (Al) et de calcium. L'aluminium est un désoxydant extrêmement efficace et peut également former des structures à grains fins dans l'acier, améliorant ainsi sa résistance et sa ténacité. Le calcium dans ce fil fourré a une fonction similaire à celle du fil fourré au silicium-calcium, qui est de modifier les inclusions.
Le silicium dans le fil fourré au silicium-calcium a une capacité de désoxydation relativement élevée. Il peut réagir avec l'oxygène dans l'acier en fusion pour former du dioxyde de silicium (SiO₂), qui est ensuite éliminé de l'acier. Cependant, sa capacité de désoxydation n'est pas aussi forte que celle de certains autres éléments. Le calcium dans le fil peut améliorer davantage l'effet de désoxydation en réagissant avec l'oxygène et le soufre, mais dans l'ensemble, son efficacité de désoxydation est modérée par rapport au fil fourré à l'aluminium-calcium.
L'aluminium est un désoxydant plus puissant que le silicium. Lorsque le fil fourré à l'aluminium-calcium est ajouté à l'acier en fusion, l'aluminium réagit rapidement avec l'oxygène pour former de l'oxyde d'aluminium (Al₂O₃). Cette réaction est fortement exothermique, ce qui contribue à maintenir la température de l'acier en fusion. La forte efficacité de désoxydation de l'aluminium fait du fil fourré à l'aluminium-calcium un choix privilégié lorsqu'une désoxydation de haut niveau est requise.
Le calcium dans le fil fourré au silicium-calcium peut réagir avec le soufre et l'oxygène dans l'acier pour former des inclusions sphériques contenant du calcium. Ces inclusions sphériques sont moins nocives pour les propriétés mécaniques de l'acier que les inclusions angulaires. Le silicium dans le fil peut également affecter la formation et les propriétés des inclusions, favorisant la formation d'une morphologie d'inclusion plus favorable. Cependant, l'effet de modification peut être limité dans certains aciers à haute teneur en soufre ou en oxygène.
Le fil fourré à l'aluminium-calcium est très efficace pour la modification des inclusions. Le calcium peut transformer les inclusions d'alumine (formées pendant le processus de désoxydation par l'aluminium) en aluminates de calcium à bas point de fusion. Cela réduit la tendance des inclusions d'alumine à obstruer les buses de la poche pendant la coulée continue. La combinaison d'aluminium et de calcium peut également modifier d'autres types d'inclusions, améliorant ainsi la propreté et la qualité globales de l'acier.
- Production d'acier générale: Il est largement utilisé dans la production d'acier au carbone et de certains aciers faiblement alliés. Dans ces aciers, les effets modérés de désoxydation et de modification des inclusions du fil fourré au silicium-calcium peuvent répondre aux exigences de qualité tout en maintenant un coût relativement faible.
- Aciers à teneur moyenne en soufre et en oxygène: Pour les aciers à teneurs moyennes en soufre et en oxygène, le fil fourré au silicium-calcium peut réduire efficacement les effets néfastes de ces impuretés et améliorer les propriétés mécaniques de l'acier.
- Production d'acier de haute qualité: Il est couramment utilisé dans la production d'aciers de haute qualité tels que l'acier inoxydable, l'acier électrique et l'acier de construction allié. Les capacités de désoxydation et de modification des inclusions élevées du fil fourré à l'aluminium-calcium peuvent garantir la propreté élevée et les excellentes propriétés mécaniques de ces aciers.
- Procédé de coulée continue: Dans la coulée continue de l'acier, le fil fourré à l'aluminium-calcium est souvent utilisé pour empêcher l'obstruction des buses causée par les inclusions d'alumine. En modifiant les inclusions en composés à bas point de fusion, il améliore la stabilité du processus de coulée et la qualité de surface des produits coulés.
Les matières premières pour le fil fourré au silicium-calcium, telles que les composés de silicium et de calcium, sont relativement abondantes et moins chères que l'aluminium. Par conséquent, le fil fourré au silicium-calcium a généralement un coût inférieur, ce qui en fait une option intéressante pour les producteurs d'acier qui cherchent à réduire les coûts de production sans trop sacrifier la qualité.
Le coût du fil fourré à l'aluminium-calcium est relativement plus élevé en raison du prix plus élevé de l'aluminium. Cependant, dans les applications où de l'acier de haute qualité est requis, les avantages de l'utilisation du fil fourré à l'aluminium-calcium, tels que l'amélioration des propriétés mécaniques et de meilleures performances de coulée, l'emportent souvent sur le coût supplémentaire.
Le fil fourré au silicium-calcium et le fil fourré à l'aluminium-calcium présentent tous deux leurs propres avantages et conviennent à différents scénarios de fabrication de l'acier. Le fil fourré au silicium-calcium est une option rentable pour la production d'acier générale et les aciers à niveaux d'impuretés moyens, offrant des effets modérés de désoxydation et de modification des inclusions. D'un autre côté, le fil fourré à l'aluminium-calcium est le meilleur choix pour la production d'acier de haute qualité et le processus de coulée continue, offrant une désoxydation à haute efficacité et une excellente modification des inclusions. Les producteurs d'acier doivent examiner attentivement les exigences spécifiques de leurs produits en acier, notamment la qualité, le coût et le processus de production, lors du choix entre ces deux types de fils fourrés.