Le carbure de calcium dans la désulfuration industrielle : méthodes opérationnelles

Le carbure de calcium (CaC₂) est un agent désulfurant efficace largement utilisé dans la production d'acier. Une teneur excessive en soufre dans l'acier fondu peut dégrader la ductilité et la durabilité de l'acier, faisant du contrôle du soufre une étape clé dans l'amélioration de la qualité de l'acier. Le carbure de calcium réagit avec le soufre présent dans l'acier en fusion pour former du sulfure de calcium (CaS), réalisant ainsi la désulfuration. Cet article discutera du mécanisme de désulfuration du carbure de calcium et expliquera deux méthodes opérationnelles principales : la méthode d'agitation et la méthode de soufflage.

Mécanisme de désulfuration du carbure de calcium

Le carbure de calcium est un agent désulfurant très efficace et son mécanisme de désulfuration est basé sur la réaction chimique suivante:

CaC₂ + S → CaS + C

À des températures élevées dans l'acier en fusion, le carbure de calcium réagit avec le soufre pour former du sulfure de calcium (CaS). En raison de sa densité, le CaS remonte à la surface de l'acier en fusion, où il peut être facilement éliminé sous forme de laitier. La réactivité élevée et le coût modéré du carbure de calcium en font un agent désulfurant couramment utilisé dans les aciéries.

Principales méthodes de désulfuration utilisant le carbure de calcium : méthode d'agitation et méthode de soufflage

Dans les procédés de désulfuration de la sidérurgie, deux méthodes courantes d'utilisation du carbure de calcium sont la méthode d'agitation et la méthode de soufflage. Chaque méthode a ses caractéristiques uniques et est adaptée à différents besoins de production.

La méthode d'agitation consiste à ajouter du carbure de calcium à l'acier fondu et à mélanger mécaniquement ou sous agitation gazeuse pour assurer un contact parfait entre le carbure de calcium et l'acier, facilitant ainsi l'élimination du soufre. Les étapes sont les suivantes:

Ajout de carbure de calcium : la quantité appropriée de désulfurant de carbure de calcium est directement ajoutée à l'acier fondu. La granulométrie du carbure de calcium est généralement comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm pour garantir une réaction rapide et une désulfuration efficace.

Méthode d'agitation : L'agitation peut être obtenue par agitation mécanique ou par agitation gazeuse (comme l'argon). L'agitation mécanique utilise un équipement pour agiter directement l'acier en fusion, augmentant ainsi la zone de contact entre le carbure de calcium et le soufre. L'agitation au gaz argon répartit uniformément le carbure de calcium tout en empêchant l'oxydation de l'acier.

Temps de réaction : Généralement, le temps d'agitation est compris entre 5 et 15 minutes, en fonction de la teneur en soufre de l'acier fondu et de la quantité d'agent désulfurant utilisée.

Avantages de la méthode d'agitation : Cette méthode est relativement simple à mettre en œuvre et convient à la désulfuration de petits et moyens lots d'acier en fusion. Le coût de l’équipement d’agitation mécanique est également relativement faible.

La méthode de soufflage utilise un équipement d'injection à haute pression pour pulvériser du carbure de calcium dans l'acier en fusion, lui permettant ainsi de se disperser rapidement et de réagir pleinement avec le soufre. Les principales étapes sont les suivantes:

Préparation de l'équipement : La méthode de soufflage nécessite un équipement d'injection spécialisé pour injecter du carbure de calcium dans l'acier en fusion sous haute pression. L'équipement comprend généralement un pistolet soufflant et des gaz tels que l'argon ou l'azote.

Injection de carbure de calcium : le carbure de calcium est pulvérisé uniformément dans l'acier fondu à travers le pistolet soufflant, garantissant qu'il se mélange rapidement et réagit avec le soufre présent dans l'acier.

Profondeur d'injection : La méthode de soufflage convient à la désulfuration en profondeur de l'acier en fusion à haute teneur en soufre. Le désulfurant atteint les couches plus profondes de l'acier, assurant une réaction uniforme.

Avantages de la méthode de soufflage : Cette méthode permet d'achever rapidement la désulfuration et convient à la production à grande échelle avec une teneur élevée en soufre dans l'acier. Il offre une efficacité de réaction plus élevée et est idéal pour les aciéries modernes qui nécessitent une productivité élevée.

Le carbure de calcium joue un rôle important dans la désulfuration industrielle, avec deux méthodes principales : la méthode d'agitation et la méthode de soufflage, chacune adaptée à différentes exigences de production. La méthode d'agitation convient aux lots d'acier petits à moyens, tandis que la méthode de soufflage est plus appropriée pour la production à grande échelle. En choisissant la méthode de désulfuration appropriée, en contrôlant strictement les étapes opérationnelles et en se conformant aux réglementations environnementales, les aciéries peuvent réduire la teneur en soufre de l'acier en fusion et améliorer la qualité de l'acier. L'utilisation généralisée de la désulfuration du carbure de calcium optimise non seulement les processus de production, mais répond également à la double exigence de protection de l'environnement et de contrôle des coûts.