Le carbure de calcium est principalement composé de carbure de calcium (CaC₂), mais du point de vue de la production industrielle, il ne peut pas être constitué uniquement de CaC₂. Les substances associées, issues de la chaux et des matières premières carbonées, les réactions à haute température au sein du four électrique, ainsi que les opérations ultérieures de concassage, de criblage, de transport et de conditionnement, peuvent toutes laisser des traces dans le produit fini.
Le rendement en gaz est important, mais il ne constitue pas le seul critère d'évaluation de la qualité du carbure de calcium. Si le rendement en gaz est conforme aux normes, cela signifie-t-il nécessairement que le matériau contient peu d'impuretés ? Pas forcément. Le ferrosilicium, les composés soufrés et phosphorés, les fragments de barres de carbone et les poussières se forment par différents procédés ; il est donc naturel qu'ils ne puissent pas tous être traités de la même manière.
Comment le ferrosilicium se retrouve-t-il dans le carbure de calcium ?
La production de carbure de calcium nécessite de la chaux et des matières premières carbonées. Après introduction du dioxyde de silicium, de l'oxyde de fer et d'autres composants minéraux présents dans ces matières premières dans le four électrique, ils forment, sous l'effet de la chaleur et de la réduction, des substances contenant du silicium et du fer. Certaines de ces substances se transforment en inclusions de ferrosilicium et sont incorporées à la charge du four ou au produit fini.
Le ferrosilicium ne produit pas d'acétylène, mais il alourdit le produit fini et peut également augmenter les résidus de réaction après utilisation par le client. Lors du passage du matériau sur la ligne de production, TYWH utilise un électroaimant de 1 500 W pour attirer et éliminer le ferrosilicium. Sur le site de production, le matériau avance en continu tandis que les inclusions magnétiques sont séparées du flux. Cette méthode est plus directe que leur traitement après le conditionnement du produit en fûts.
Cependant, c'est plus facile à dire qu'à faire, et un traitement à 100 % n'est pas réaliste. Le ferrosilicium présente une grande variabilité de taille, de forme et de magnétisme, et les particules trop fines ou incrustées dans des amas de carbure de calcium sont plus difficiles à séparer. Nous recherchons toujours des méthodes de traitement plus efficaces. Si des ingénieurs de production ou de qualité possèdent une expérience avérée dans ce domaine, ils sont invités à échanger leurs idées et à en discuter avec TYWH.
H₂S etPH₃ Les gaz ne sont-ils pas « cachés » à l'intérieur du carbure de calcium sec ?
Après réaction des composants soufrés et phosphorés des matières premières dans le four électrique, il peut se former des composés tels que le sulfure de calcium et le phosphure de calcium. À l'état sec, ces composés ne se manifestent pas directement sous forme de H₂S et PH₃. Ce n'est que lorsque le carbure de calcium entre en contact avec l'eau pour produire de l'acétylène que ces composés participent à la réaction et libèrent du sulfure d'hydrogène et de la phosphine.
Cela explique également pourquoi les mesures de contrôle doivent être étendues en amont. La composition des matières premières et les conditions du four déterminent les niveaux de référence, tandis que les tests à l'acétylène vérifient les résultats finaux. En production continue, TYWH effectue des tests deux fois par semaine, avec les limites de contrôle suivantes :
Cette fréquence est supérieure à la fréquence minimale de contrôle exigée par la norme nationale chinoise en vigueur pour le carbure de calcium, ce qui permet de détecter plus rapidement les écarts de données dus aux fluctuations des matières premières ou aux variations des conditions de cuisson. Les normes actuelles de TYWH sont plus strictes que les normes industrielles chinoises.
Pourquoi faut-il retirer manuellement les fragments de tiges en carbone ?
Lors du fonctionnement d'un four électrique, les électrodes en carbone sont constamment exposées à des températures élevées, aux impacts de l'arc électrique et à des contraintes mécaniques, ce qui peut occasionnellement produire des fragments de tige ou d'électrode en carbone. Contrairement au ferrosilicium, ces fragments ne peuvent être éliminés par séparation magnétique ; les électroaimants seuls ne peuvent donc pas les traiter efficacement.
TYWH retire manuellement les fragments visibles de barres de carbone. Le tri manuel peut paraître traditionnel, mais le jugement humain reste direct et efficace face à des corps étrangers non magnétiques de forme irrégulière et de taille très variable. L'électroaimant attire le ferrosilicium, tandis que les opérateurs identifient les fragments de barres de carbone. Combiner ces deux méthodes au sein d'une même chaîne de contrôle est en réalité plus conforme aux réalités du site de production.
La poussière reflète l'état du concassage et du criblage.
Contrôle de la granulométrie lors du concassage, du criblage, du transport et du remplissage des fûts. Un excès de fines augmente le poids du produit et peut engendrer des problèmes de production.
TYWH effectue un contrôle ponctuel de la poussière en surface des fûts pour chaque lot, en maintenant la teneur en poudre à ≤ 1 %. Le même lot fait également l'objet d'une inspection à l'intérieur des fûts afin de détecter les impuretés visibles et de confirmer le contrôle du ferrosilicium, des fragments de barres de carbone et autres corps étrangers, garantissant ainsi une qualité stable pour l'ensemble du lot.
Les tests de rendement en gaz constituent également une étape essentielle.
Le rendement en gaz reflète directement la teneur en CaC₂ efficace dans le carbure de calcium. TYWH effectue des essais conformément à la méthode spécifiée dans la norme GB/T 10665-2004. La norme d'échantillonnage interne consiste à prélever 15 kg pour chaque tonne métrique de produit et pour chaque spécification granulométrique du produit fini.
Les principales spécifications et les valeurs actuelles de contrôle du rendement en gaz sont les suivantes :
Toutes les valeurs de rendement en gaz ci-dessus sont basées sur des conditions de référence de 20 °C et 101,3 kPa Le personnel chargé des tests enregistre simultanément la température, la pression atmosphérique et le volume de gaz afin d'éviter que les variations environnementales n'influencent les résultats et de permettre la comparaison des données provenant de différents lots.
Même après inspection, le produit ne peut être chargé directement. TYWH effectue des contrôles d'aspect des fûts à trois étapes : dans la zone de production, pendant la production et avant le chargement. Le personnel inspecte le corps du fût, son couvercle, l'étanchéité et tout dommage visible. En effet, la conformité du produit à l'intérieur du fût n'est qu'un point de départ. Si l'emballage se détériore pendant le transport, même le carbure de calcium de la meilleure qualité aura du mal à conserver son état initial.