Depuis les années 1960, il y a eu un changement important dans le processus de fusion de l'industrie de la fonte dans le monde entier, et de plus en plus d'entreprises utilisent le four à induction comme équipement de fusion. Surtout après les années 1970, l'alimentation électrique du four à induction sans centre à fréquence intermédiaire a été considérablement améliorée, l'efficacité thermique du fer en fusion peut atteindre 70%, l'équipement du four et les matériaux réfractaires utilisés sont également en développement constant, de sorte que son application est de plus en plus étendue. .
Lorsque la fonte est fondue par un four à induction, la quantité de lingot de fonte en charge est progressivement réduite et la proportion de ferraille est augmentée en conséquence, tandis que les éléments d'alliage dans l'acier ont un effet négatif sur les performances de la fonte (en particulier fonte ductile), et deviennent même des éléments de pollution.
Au cours des 20 dernières années, tous les types d'acier se sont développés vers des aciers à paroi mince, légers et trempés, et la gamme d'applications de l'acier à haute résistance et faiblement allié s'élargit de jour en jour. Vers 1980, l'acier courant est majoritairement l'acier au carbone, et la proportion d'acier faiblement allié est inférieure à 20 %. En 2005, la proportion d'acier faiblement allié dans l'acier commun a atteint environ 50 %, voire plus. Du point de vue de la pleine utilisation des ressources, de la légèreté de toutes sortes d'équipements et des progrès de la technologie, c'est certainement une bonne chose, et cette tendance se poursuivra à l'avenir, mais l'augmentation de ces éléments d'alliage dans la ferraille a apporté beaucoup de problèmes difficiles à l'industrie de la fonte, il est nécessaire de prendre les mesures nécessaires.
De plus, en raison de la demande accrue de ferraille, ses sources impliquées dans tous les domaines de la vie, mélangées à certains éléments polluants, tels que le plomb, l'aluminium, le zinc, etc., sont également inévitables.
Dans le même temps, avec le développement de l'industrie et les progrès technologiques, les exigences de qualité pour toutes sortes de pièces moulées augmentent de jour en jour. À l'heure actuelle, les gens accordent plus d'attention à la demande de fonte ductile haute performance, de section épaisse, de ferrite ductile augmente, et la fonte ductile de trempe isotherme et la fonte vermiculaire sont progressivement popularisées et appliquées. Tous ces éléments sont nécessaires pour améliorer la pureté du matériau en fonte, le fardeau apporté par l'impact des éléments interférents est devenu un problème auquel nous devons faire face, la production et l'application de fonte brute de haute pureté sont également devenues le centre de l'industrie de la coulée .
Il convient également de noter que, jusqu'à présent, la consommation de diverses pièces en fonte grise dans divers pays du monde est encore bien supérieure à celle de la fonte ductile et de la fonte vermiculaire réunies. De plus, la qualité interne de la fonte grise, la coulée à paroi mince et la constance de la qualité des produits sont de plus en plus exigées. Par conséquent, pour la fusion de la fonte grise, on accorde de plus en plus d'attention à l'utilisation de fonte brute de haute pureté comme charge métallique.
En plus de la fonte de charbon de bois traditionnelle fabriquée en Suède, le premier producteur de fonte de haute pureté est une entreprise canadienne, Qit-Fer et Titane, située à Sorel, au Québec, qui produit du minerai de fer riche en oxyde de titane à environ 1000 km au nord-est. L'entreprise fabrique de la fonte brute de haute pureté et des alliages de fer contenant de l'oxyde de titane. QIT signifie, en fait, Entreprise québécoise du fer et du titane.
Le nom commercial de la fonte brute de haute pureté produite par la société s'appelle «Sorelmetal», c'est-à-dire de la fonte brute de haute pureté pour la coulée QIT. La production de Sorelmetal a une histoire de plus de 50 ans. Au début, il était largement utilisé dans l'industrie automobile des États-Unis et du Canada. Plus tard, il a été vendu à d'autres pays du monde. Plus tard, QIT a établi une société RMB en Afrique du Sud et a également produit Sorelmetal.
Sorelmetal n'est pas fondu dans un haut fourneau, il est fabriqué en mélangeant du minerai de fer et de l'anthracite dans un four à arc électrique, qui est chauffé puis graduellement réduit et fondu en utilisant la stabilité variable de divers oxydes métalliques, selon le livre de QIT Suggestions for Ductile Iron Production. (En ce qui concerne la méthode de fabrication de Sorelmetal, l'auteur et le camarade Qian Li ont eu une brève discussion, et nous pensons que la déclaration ci-dessus de la société QIT est problématique, ou du moins inexacte. Du point de vue de la composition chimique de Sorelmetal, il aurait dû être oxydé.)
La fonte brute de haute pureté peut être fabriquée en oxydant du fer fondu dans un haut fourneau. Les points clés de la production de fonte brute de haute pureté de cette manière sont les suivants : la fonte en fusion issue de la fusion des hauts fourneaux est soufflée avec de l'oxygène ou de l'air et traitée par oxydation. Grâce au traitement d'oxydation, le phosphore dans la solution de fer peut être considérablement éliminé, une partie de la désulfuration, en même temps, le silicium, le manganèse, le titane, le vanadium, le chrome et d'autres éléments facilement oxydés sont également éliminés, de sorte que le contenu de divers les impuretés sont très faibles. L'équipement utilisé pour le traitement de purification peut être un convertisseur, ou il peut être soufflé dans un four à réverbère ou dans un grand château.
Depuis la fin des années 1970, Nippon Steel et Kobe Steel au Japon produisent de la fonte brute de haute pureté par oxydation. La Russie et le Brésil auraient également commencé à utiliser le procédé pour produire de la fonte brute de haute pureté.
À l'heure actuelle, la Chine compte également trois fabricants nationaux de fonte brute de fusion de hauts fourneaux qui produisent de la fonte brute de haute pureté: situés dans la ville de Chengde, dans la province du Hebei, baotong Company, utilisant un traitement de purification par oxydation; Il existe également des fabricants, par un contrôle strict de la production de composition de minerai de fer brut de fonte brute de haute pureté.
Afin de répondre aux besoins du développement de l'industrie chinoise de la fonderie, l'Association chinoise de la fonderie a formulé la norme industrielle de « fonte de haute pureté pour une utilisation en fonderie ».
Il convient de mentionner en particulier que le laitier produit lors de la fusion de la fonte brute de haute pureté est une ressource renouvelable, qui contient une variété d'oxydes métalliques. Selon la composition du minerai de fer, des métaux fins et coûteux peuvent en être extraits. Par exemple, le minerai de fer qIT-fer et Titane utilise pour fabriquer du fer contient une quantité importante de titane, et en tire le meilleur parti. Si le minerai de fer utilisé contient plus de vanadium et de titane, le laitier généré lors de la fusion de la fonte brute de haute pureté est la matière première pour l'extraction du vanadium et du titane, et le revenu de la réutilisation du laitier n'est en fait pas inférieur à la valeur de fonte brute. Par conséquent, la fonte brute de haute pureté produite par les forges, si la pleine utilisation des ressources est réalisée, son prix ne peut pas être très élevé, à cet égard aura également un avantage.
Il convient de noter en particulier que pour répondre aux besoins des différents clients, la variété et la qualité de la fonte de haute pureté sont également en constante évolution. Ici, selon les travaux de recherche récents de Kobe Steel, une brève introduction est donnée comme suit.
La fonte de haute pureté produite par une méthode d'oxydation simple doit être améliorée
La fonte adoptant le système juridique d'oxyde de fer de haute pureté dans l'industrie, a plus de 50 ans d'historique d'application, en raison du phosphore, du soufre, de l'oxydation facile du titane, du vanadium et de divers éléments de la teneur est très faible, peut réduire considérablement toutes sortes d'éléments d'alliage dans les déchets d'acier et l'effet négatif sur la qualité des éléments d'interférence des pièces en fonte, ont joué un rôle important dans l'amélioration de la qualité de la coulée. Cependant, dans le processus d'application pratique, nous avons progressivement constaté qu'il a encore certains aspects insatisfaisants, qui nécessitent une amélioration et une amélioration continues.
(1) En raison de l'effet d'une forte oxydation, la teneur en silicium est très faible, les lingots de fonte sont tous des tissus blancs, dans le fer fondu, le noyau de carbone est trop petit, le degré de surfusion est important, l'effet du traitement de consanguinité est pas bon, le moulage est facile à produire une structure de surfusion et des défauts de retrait, en particulier pas propice à la production de fonte grise à paroi mince de haute qualité.
(2) Bien que la teneur en divers éléments interférents dans ce type de fonte brute de haute pureté soit très faible, son écart d'équivalent carbone par rapport au point eutectique est trop important, le point de fusion est élevé et la consommation d'énergie est élevée lors de la fusion dans un fourneau à induction.
(3) La teneur en oxygène et en azote de cette fonte brute de haute pureté est élevée et, après traitement d'oxydation, la fonte brute contient davantage d'inclusions non métalliques. Les pièces moulées fabriquées comme matières premières de base sont sensibles aux défauts d'évent. S'il y a d'autres facteurs impliqués dans le processus de production, ils sont susceptibles de produire des soufflures.
(4) faible teneur en soufre, en tant que matière première dans la production de four à induction en fonte grise, la difficulté d'inoculation et de traitement.
Le travail est déjà fait pour améliorer la fonte brute de haute pureté
Afin que les utilisateurs de fonte brute de haute pureté obtiennent de plus grands avantages en améliorant la qualité des produits, en réduisant les coûts de production, en économisant de l'énergie et en réduisant les émissions, Kobe Steel a effectué de nombreuses recherches sur l'amélioration de la fonte de haute pureté ces dernières années et a obtenu de bons résultats dans les domaines suivants.
1. Améliorer la teneur en silicium de la fonte brute de haute pureté
Après oxydation, la teneur en silicium et la désoxydation du fer en fusion dans le haut fourneau sont augmentées, de sorte que son équivalent carbone est proche de la composition eutectique, et des mesures d'élimination de l'azote sont prises. Cette amélioration a les effets suivants :
1) Le point de fusion du lingot de fonte est réduit et il peut être utilisé comme charge de four à induction, ce qui peut réduire la consommation d'énergie dans le processus de fusion.
2) Le degré de surfusion de la fonte est réduit. Lors de la production de fonte grise, l'effet du traitement d'inoculation est bon, ce qui est propice à la production de pièces à paroi mince;
3) La fonte ductile utilisée pour la fabrication peut améliorer l'allongement et la ténacité;
4) Le risque de couler la porosité est réduit.
2. Fournir de la fonte brute de haute pureté avec une certaine teneur en soufre pour la production de fonte grise
La teneur en soufre du fer fondu doit être de 0.06 ~ 0.08 % afin d'assurer le bon effet de l'inoculation. La mesure habituelle consiste à ajouter du FeS dans le four. Cependant, lors du processus de fusion dans le four électrique, le soufre est augmenté par ce processus et le rendement en soufre est instable.
Afin de stabiliser l'effet du traitement d'inoculation et d'assurer la constance de la qualité de la coulée, il est nécessaire d'avoir une certaine teneur en soufre dans la fonte brute de haute pureté. Le contenu spécifique peut être convenu en fonction des exigences du client.
3. Traitement antirouille du lingot de fonte fourni
Il est nécessaire de contrôler strictement l'humidité de la charge lorsque le four est utilisé dans une fonderie. La qualité des produits de fonderie peut être affectée si le lingot de fonte fourni par les forges produit de la rouille rouge en surface en raison de l'humidité pendant le stockage et le transport et contient de l'eau cristallisée. La suppression de la rouille rouge est également un problème à noter.
Dans le processus de production du lingot de fonte à Kobe Steel, le lingot de fonte qui a été formé est sorti du moule à haute température et placé dans un équipement spécial pour que la surface produise de la rouille noire sans eau cristalline, afin de l'empêcher de produire de la rouille rouge dans le processus de stockage et de transport plus tard.
La perspective d'application de fonte brute de haute pureté
Ces dernières années, l'application de fonte brute de haute pureté dans l'industrie de la fonderie de certains pays industrialisés a connu une bonne dynamique. Selon les statistiques incomplètes publiées par le Japon : en 1997, la consommation nationale de fonte brute de haute pureté représentait moins de 20 % ; En 2002, il est passé à 31%. En outre, Kobe Steel a récemment vendu environ 60% de sa fonte brute, selon la société.
Avec l'amélioration continue de la qualité de la fonte de haute pureté, les variétés augmentent progressivement, le prix ne sera pas très élevé et pourra s'adapter aux exigences des différents clients, sa perspective d'application est très optimiste.
Certaines personnes au Japon pensent que l'utilisation de la fusion des fours à induction des entreprises de fonte, de la fonte brute de haute pureté dans la proportion de la charge continuera d'augmenter, à l'avenir, il est possible de n'utiliser qu'une très petite quantité de ferraille de haute qualité acier pour ajuster la teneur en carbone et la charge de retour et la fonte brute de haute pureté comme charge principale. De cette manière, il sera très avantageux pour les entreprises de fonderie d'améliorer la qualité des produits et de réduire les coûts de production.
