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Les solutions d'injection de carbure de calcium dans les fours à arc électrique (EAF) optimisent le moussage des scories, améliorent le rendement énergétique et stabilisent le fonctionnement des fours à arc électrique (EAF).

Nous savons que l'efficacité est la clé d'une sidérurgie rentable. La véritable efficacité ne s'obtient pas par des raccourcis, mais grâce à une exécution rigoureuse et à un contrôle constant à chaque étape de la production. La réussite repose sur la fourniture de l'énergie adéquate, au bon moment et au bon endroit.

Pourtant, dans de nombreuses opérations de four à arc électrique, le rendement diminue en fin de coulée. Le laitier s'amincit et la hauteur de la couche de mousse s'effondre. Sans couverture de mousse suffisante, l'exposition à l'arc augmente et le transfert d'énergie vers le bain d'acier diminue. Le temps entre deux coulées s'allonge. Les coûts énergétiques augmentent. Les pertes de rendement s'accroissent. L'exposition à l'arc augmente. Les réfractaires coûteux s'abîment.

Une gestion efficace des scories est essentielle, en particulier lorsque le rendement est le plus crucial, par exemple lors des dernières phases de chauffage, lors de l'ajout de DRI/HBI, ou lorsqu'un micro-broyeur doit optimiser son débit horaire.

L'utilisation de solutions d'injection de carbure de calcium dans les fours à arc électrique permet de maintenir des conditions de scories stables, garantissant ainsi des performances d'arc constantes et un fonctionnement optimal du four.

Améliorer le moussage des scories

Les injections de carbure de calcium dans les fours à arc électrique (EAF) sont spécialement conçues pour favoriser la formation de scories mousseuses pendant les phases les plus critiques de la coulée, ce qui permet d'optimiser l'apport d'énergie, de stabiliser l'arc et d'améliorer le rendement global du four. Chaque grain de carbure de calcium crée les conditions idéales pour le moussage des scories lorsqu'il réagit avec le FeO présent dans celles-ci ; il épaissit les scories, fournit des particules de chaux pour maintenir les bulles et génère du CO gazeux afin d'augmenter la hauteur de la mousse.

L'efficacité électrique est rétablie grâce à la formation d'une couche de mousse stable qui recouvre les arcs, ce qui permet d'obtenir un circuit électrique optimisé avec moins de pertes thermiques. En améliorant la structure et la réactivité des scories, l'injection de carbure de calcium contribue à retenir l'énergie de l'arc au sein du bain plutôt que de la laisser se dissiper vers l'extérieur, favorisant ainsi un transfert thermique plus efficace et un fonctionnement stable du four.

Stabiliser l'arc

Dans le four à arc électrique, les opérateurs contrôlent deux sources d'énergie principales : l'énergie électrique et l'énergie chimique. L'énergie électrique est fournie par les électrodes, générant l'arc qui fait fondre et chauffe la ferraille. L'énergie chimique provient de l'injection d'oxygène et de carbone ainsi que des systèmes de brûleurs à oxygène-combustible, qui génèrent de la chaleur supplémentaire grâce à des réactions contrôlées à l'intérieur du four. Lorsque ces apports d'énergie sont correctement équilibrés et adaptés aux conditions de fusion changeantes, le four fonctionne à son rendement maximal. Lorsqu'elles ne sont plus adaptées aux conditions de fusion, le contrôle sur les scories mousseuses est perdu et les inefficacités commencent à s'accumuler. La stabilité de l'arc diminue, le transfert de chaleur devient irrégulier et, avec des arcs exposés, les opérateurs se retrouvent face à une situation sans issue : diminuer l'apport électrique et réduire la productivité, ou augmenter l'apport électrique et réduire la durée de vie des réfractaires, au risque même d'endommager le four.

C'est pourquoi l'injection précise et ciblée de carbure de calcium constitue l'un des outils les plus importants pour maintenir l'équilibre et maîtriser la formation de scories mousseuses.

Protégez la chaudière

Il est prouvé que l'injection de carbure de calcium est efficace en fin de coulée, lorsque les teneurs en carbone dans le bain sont plus faibles, que les teneurs en oxygène et les températures sont plus élevées et que la composition chimique des scories peut évoluer rapidement. Les opérateurs peuvent constater une intensification de la flamme de l'arc, une augmentation des températures des parois latérales et une diminution de la viscosité des scories. Ces conditions réduisent non seulement le rendement énergétique, mais peuvent également contribuer à une usure accrue des réfractaires, à une usure rapide des trous de coulée, à des conditions de coulée irrégulières et à une augmentation des temps d'arrêt.

Un apport ciblé d'à peine 500 g par tonne de carbure de calcium vers la fin de la cuisson peut contribuer à rétablir la hauteur de la mousse, à améliorer la couverture de l'arc et à restaurer l'efficacité du transfert d'énergie. Ce petit ajustement contrôlé peut avoir un impact statistiquement significatif sur les performances globales du four.

Produire de l'acier moins cher et plus propre

Le maintien d'une hauteur de mousse suffisante au-dessus du trou de coulée contribue également à réduire l'entraînement de scories lors de la coulée, favorisant ainsi des pratiques de fabrication de l'acier plus propres et moins coûteuses. La diminution des tourbillons et la baisse des teneurs en FeO minimisent l'entraînement de scories et réduisent les risques de perte d'alliage, de réversion du phosphore et du soufre, tout en améliorant le contrôle de la métallurgie en poche, ce qui se traduit par un débit plus rapide.

En limitant le transfert de scories, les opérateurs bénéficient d'un meilleur contrôle sur la métallurgie en poche en aval. Ces améliorations permettent d'obtenir des rendements plus réguliers, d'optimiser la consommation d'alliages, de réduire le nombre de coulées de qualité inférieure et de retours en poche, et d'assurer une plus grande stabilité globale du processus.

Diagramme circulaire des économies réalisées par l'EAF

Systèmes de distribution

Pour un dosage précis et maîtrisé ainsi que des performances optimales, associez les injections de carbure de calcium pour fours à arc électrique à un système de distribution conçu sur mesure. Conçue pour garantir fiabilité et sécurité, cette solution s'appuie sur le savoir-faire technique et l'assistance d'OPTA. De la conception du système d'injection à l'optimisation technique sur site, OPTA collabore étroitement avec les équipes opérationnelles afin d'assurer un placement, un timing et un contrôle du débit optimaux.