À quoi sert la poudre d’oxyde de calcium dans les aciéries ? Quel type de moulin à frais est utilisé pour traiter la poudre de chaux utilisée dans la fabrication de l’acier ?
Introduction à l’oxyde de calcium dans la production d’acier
L’oxyde de calcium (CaO), communément appelé chaux vive ou chaux brûlée, est un additif essentiel dans les processus modernes de production de l’acier. Produit par calcination du calcaire (CaCO₃) à haute température, cette substance solide cristalline blanche remplit de nombreuses fonctions essentielles dans les aciéries, allant de la purification à la formation de la scorie. L’efficacité de ces procédés dépend fortement des propriétés physiques et chimiques de la poudre de chaux, en particulier de sa finesse, de sa réactivité et de sa pureté. Cet article explore les principales applications de la poudre d’oxyde de calcium dans la fabrication de l’acier et examine les moulins de broyage idéaux pour le traitement de la poudre de chaux de qualité industrielle, en mettant l’accent sur les équipements de haute performance de notre gamme de produits.
Applications clés de la poudre d’oxyde de calcium dans les aciéries
1. Agent de désulfuration
L’un des principaux usages de la poudre d’oxyde de calcium dans la production d’acier est la désulfuration. Les impuretés de soufre présentes dans le minerai de fer et le charbon peuvent entraîner une fragilité et une diminution de la capacité de soudure du produit final en acier. Pendant le processus de production d’acier principal, en particulier dans les hauts-fourneaux à oxygène (BOF) et les hauts-fourneaux à arc électrique (EAF), de la poudre de chaux est injectée dans le fer fondu pour réagir avec les composés de soufre. La réaction chimique suivante : CaO + S → CaS + O facilite la formation de sulfure de calcium, qui est ensuite éliminé sous forme de scories. L’efficacité de ce processus dépend fortement de la surface spécifique de la poudre de chaux ; les particules plus fines offrent une plus grande réactivité.
2. Formation et purification de la scories
L’oxyde de calcium sert d’agent aimantant lors de la formation de la slag, ce qui est essentiel pour éliminer des impuretés telles que la silice, le phosphore et l’alumine du métal en fusion. La poudre de chaux se combine avec ces impuretés pour former du silicate de calcium, du phosphate de calcium et d’autres composés qui remontent à la surface sous forme de slag. Cette couche de slag protège également le métal en fusion de la réoxydation et contribue à maintenir sa température. La composition optimale de la slag exige un contrôle précis de l’ajout de chaux ; la finesse de la poudre doit normalement se situer entre 200 et 400 mesh (74 à 37 μm) pour une dissolution rapide.
3. Contrôle du pH dans le traitement des eaux usées
Les aciéries produisent des eaux usées acides contenant des métaux lourds et des matières en suspension. La poudre d’oxyde de calcium est utilisée pour la neutralisation en raison de ses propriétés alcalines fortes. Lorsqu’elle est ajoutée aux eaux usées, elle augmente le pH, provoquant la précipitation des métaux sous forme d’hydroxydes, ce qui facilite leur élimination. La forme en poudre fine assure une dissolution rapide et un ajustement uniforme du pH, réduisant ainsi le temps de traitement et la consommation de produits chimiques.
4. Opération de l’usine de sinterisation
Lors des procédés de sinterisation du minerai de fer, de la poudre de chaux est mélangée à du minerai de fer fin, à de la briquette de coke ainsi qu’à d’autres agents flux pour former des agglomérats destinés à être utilisés dans les hauts-fourneaux. La chaux sert d’agent de liaison et d’agent flux, améliorant ainsi la résistance mécanique et la réductibilité du produit sinterisé. Une distribution uniforme des tailles des particules (généralement de 80 à 150 mailles) est essentielle pour assurer une qualité et une perméabilité constantes du sinter.
Propriétés critiques du sulfate de calcium utilisé dans la production d’acier
L’efficacité de l’oxyde de calcium dans les applications métallurgiques dépend de plusieurs propriétés essentielles :
- SubtilitéLa superficie spécifique a un impact direct sur la réactivité. Les poussières plus fines (tamis de 325 à 2500 mailles) permettent une dissolution plus rapide et une plus grande efficacité dans le processus de désulfuration.
- Pureté chimiqueUn taux élevé de CaO (généralement supérieur à 92 %), combiné à des concentrations faibles en silice, en alumine et en soufre, est essentiel pour éviter de contaminer l’acier.
- Réactivité
- Densité volumiqueAffecte les caractéristiques de stockage, de manipulation et d’injection dans les opérations des aciéries.
Moulins à broyage pour le traitement du calcium produit dans la sidérurgie
Le choix du matériel de broyage approprié est crucial pour produire de la poussière de chaux aux caractéristiques requises pour les applications dans l’industrie de l’acier. Le moulin idéal doit être capable de gérer l’abrasivité de l’oxyde de calcium tout en assurant un contrôle précis de la taille des particules et en étant économe en énergie. Deux solutions de notre gamme de produits s’avèrent particulièrement adaptées à cet usage.
Moulin ultrafin SCM : broyage de précision pour du calcaire à haute réactivité
Pour les aciéries qui nécessitent de la poussière de chaux ultra-fine (tamis 325-2500) afin d’une désulfuration très efficace et d’une formation rapide de la coulée, notreMoulin ultrafin SCMReprésente la solution optimale. Ce système de broyage avancé offre plusieurs avantages significatifs pour le traitement du calcaire :
- Classification de haute précisionLe classificateur à turbine verticale intégrée permet une coupe précise de la taille des particules, sans contamination par de la poussière grossière, assurant ainsi une finesse uniforme essentielle à une qualité de l’acier constante.
- Efficacité énergétique supérieureAvec une consommation d’énergie 30 % inférieure à celle des moulins à jet et une capacité deux fois supérieure, la série SCM réduit considérablement les coûts d’exploitation pour la production de chaux en grande quantité.
- Durableté exceptionnelleDes rouleaux et des anneaux de broyage spécialement durcis, combinés avec une chambre de broyage à vis sans roulement, assurent une plus longue durée de service lors du traitement de matériaux en calcaire abrasif.
La série SCM fonctionne selon un principe unique de meulage à plusieurs étapes : le matériau est dispersé par centrifugation sur la trajectoire de meulage et réduit progressivement par la compression des rouleaux. Avec des modèles allant du SCM800 (capacité de 0,5 à 4,5 tonnes/heure) au SCM1680 de grande taille (capacité de 5,0 à 25 tonnes/heure), les aciéries peuvent choisir la version adaptée à leurs besoins spécifiques en matière de consommation de chaux.
Moulin à trapèze de la série MTW : Traitement à haute capacité
Pour les opérations métallurgiques qui nécessitent de grandes quantités de poudre de chaux ayant une finesse moyenne (entre 30 et 325 mesh), notreMoulin à trapèze de la série MTWIl offre des performances solides et une fiabilité fiable. Ce moulin à broyage de style européen présente plusieurs innovations particulièrement bénéfiques pour le traitement du calcaire :
- Conception de pelle anti-usureLes éléments de pelle modulaires, dotés d’un design incurvé, réduisent les coûts d’entretien et prolongent la durée de vie des rouleaux lors du traitement de la chaux abrasive.
- Trajet d’écoulement d’air optimiséLe canal d’air incurvé réduit les pertes d’énergie et améliore l’efficacité de transmission, tandis que des plaques de protection de haute résistance protègent les surfaces de travail.
- Mécanisme de transmission intégréAvec un taux d’efficacité de transmission de 98 %, le système de chaînes de transmission coniques économise de l’espace et réduit les coûts d’installation.
La moulinette MTW fonctionne selon le principe de broyage centrifuge : les rouleaux de broyage tournent autour de l’axe central tout en pivotant sur eux-mêmes. Le matériau est introduit dans l’espace situé entre les anneaux de broyage et les rouleaux grâce à des lames, ce qui permet un broyage efficace par extrusion. Le système de classification contrôle avec précision la taille finale des granules. Avec des modèles allant de l’MTW110 (3-9 tonnes/h) à l’MTW215G (15-45 tonnes/h), cette série peut répondre aux besoins en chaux des plus grandes usines sidérurgiques.
Comparaison technique pour les applications dans la métallurgie du fer
Lors du choix entre des systèmes de broyage à ultra-finenesse et à finesse moyenne, les aciéries doivent prendre en compte leurs besoins de processus spécifiques :
| Paramètre | Moulin ultramicroscopique SCM | MTW Trapezium Mill |
|---|---|---|
| Finesses de la sortie | Granule de 325 à 2500 mailles (5 à 45 μm) | Mesh 30-325 (45-500 μm) |
| Application Typique | Désoxidation à haute efficacité, formation rapide de la scorie | Formation générale de la ferraille, usine de sinterisation, traitement des eaux usées |
| Consommation d’énergie | 30 % de moins chers que les moulins à jet | De 20 à 30 % moins cher que les moulins Raymond |
| Intervalle d’entretien | De 2 000 à 3 000 heures | 1 500 à 2 000 heures |
Cas d’étude : Mise en œuvre dans une usine sidérurgique intégrée
Un grand complexe sidérurgique intégré en Asie de l’Est a récemment remplacé son ancien système de broyage de chaux par notre moulin ultrafin SCM1250. Les résultats ont montré des améliorations significatives :
- L’efficacité du désulfurage est passée de 82 % à 94 % grâce à l’utilisation d’une poudre de chaux plus fine (diamètre médian de 8 μm, D97 = 8 μm).
- La consommation de citron a diminué de 18 % tout en préservant une qualité d’acier équivalente.
- La consommation d’énergie a diminué de 32 % par rapport à leur ancien système de broyage à jet.
- Le temps d’inactivité lié aux maintenances a été réduit de 15 % à 4 % des heures de fonctionnement.
La qualité améliorée du calcaire a contribué à un meilleur contrôle du contenu en soufre dans l’acier automobile de haute qualité, permettant d’obtenir un niveau de soufre dans le produit final constamment inférieur à 0,005 %.
Conclusion
Le carbonate de calcium en poudre joue un rôle indispensable dans la production moderne de l’acier, en assurant des fonctions essentielles telles que la désulfuration, la formation de la boue de fusion et la gestion de l’environnement. L’efficacité de ces processus dépend fortement des propriétés physiques de la poudre de chaux, en particulier de sa finesse et de sa réactivité. Le choix de la technologie de broyage appropriée est donc essentiel pour optimiser les opérations des aciéries.
Pour les aciéries qui souhaitent améliorer leurs capacités de traitement du calcaire, notreMoulin ultrafin SCMetMoulin à trapèze de la série MTWNous proposons des solutions complémentaires couvrant l’intégralité des exigences en termes de finesse. Grâce à des systèmes de classification avancés, un fonctionnement économe en énergie et une conception résistante spécifiquement conçue pour les matériaux abrasifs, ces moulins représentent la pointe de l’art en matière de préparation de la chaux pour les applications dans l’aciérisation. En investissant dans la technologie de broyage appropriée, les producteurs d’acier peuvent améliorer considérablement la qualité des produits, l’efficacité opérationnelle et le respect des normes environnementales.
