désiliciation

La désiliciation est le processus de réduction de la teneur en silicium dans l'acier ou la fonte en fusion pendant l'affinage. Le silicium pénètre dans le bain à partir du minerai, du coke et des matériaux de flux. Bien que de petites quantités renforcent l'acier, l'excès de silicium doit être éliminé pour respecter les spécifications. Le processus fonctionne en oxydant le silicium dissous pour former de l'oxyde de silicium (SiO₂), qui flotte ensuite dans la couche de scories où il est physiquement séparé du métal en dessous.

La méthode principale utilise de l'oxygène soufflé à travers le bain ou appliqué comme une lance par le haut. Dans un four à sole ou un four à arc électrique, l'oxygène réagit beaucoup plus facilement avec le silicium qu'avec le fer lui-même, faisant du silicium le premier élément majeur oxydé après le carbone. La réaction génère une chaleur considérable, qui peut être contrôlée en ajustant le débit d'oxygène et la hauteur de la lance. De la chaux ou d'autres fondants basiques sont généralement ajoutés pour aider l'oxyde de silicium à se dissoudre dans les scories plutôt que de réagir avec l'acier.

La désiliciation a généralement lieu au début du cycle d'affinage, une fois que le bain a atteint la température de travail. Cependant, si l'apport d'oxygène est trop agressif ou prolongé, l'oxydation du fer s'accélère et le rendement métallique diminue considérablement. Les opérateurs doivent équilibrer l'élimination du silicium avec la perte de fer et la consommation de carburant. Dans les processus d'affinage en poche, la désiliciation peut être minimale, car une grande partie du silicium a déjà été éliminée lors de l'étape du four primaire.

La composition des scories est très importante: des scories trop acides n'absorberont pas efficacement l'oxyde de silicium, tandis que des scories trop basiques peuvent devenir visqueuses et piéger des gouttelettes de métal. La basicité cible typique des scories (rapport CaO/SiO₂) varie de 1,5 à 2,5 selon le type de four et la nuance d'acier. L'oxyde de silicium éliminé fait partie des scories d'acier, qui peuvent être recyclées comme agrégat ou éliminées conformément aux réglementations environnementales.

Les orthographes britannique « desiliconisation » et américaine « desiliconization » sont utilisées de manière interchangeable dans la littérature technique. Le processus est essentiel pour les aciers nécessitant une faible teneur en silicium (inférieure à 0,15 %), tels que les nuances d'emboutissage ou d'estampage, et critique dans les aciers alliés où la teneur en silicium est étroitement contrôlée pour garantir des propriétés comme la ténacité et la résistance à la fatigue.