L’alumine fondue blanche (AFB) joue un rôle essentiel dans les fours à poche de coulée d’acier (FPA) en tant que matériau réfractaire haute performance, principalement utilisé dans les revêtements et les composants fonctionnels pour résister aux conditions d’exploitation difficiles. Ses fonctions principales consistent à protéger la structure du four, à garantir la qualité de l’acier et à prolonger sa durée de vie, comme détaillé ci-dessous :
1. Revêtement réfractaire pour les zones critiques du four
La WFA est une matière première essentielle pour la fabrication de briques/bétons réfractaires utilisés dans les revêtements des fours à poche d’acier, notamment dans les zones à forte usure et à forte corrosion :
- Revêtement de la coquille de poche : Mélangé à d’autres matériaux réfractaires (par exemple, bauxite, spinelle) pour produire des briques/bétons réfractaires à haute teneur en alumine, formant une barrière d’isolation thermique et anti-érosion entre la coquille d’acier et l’acier/laitier en fusion.
- Zone de la ligne de laitier : La ligne de laitier est soumise à une forte érosion chimique par le laitier en fusion (riche en CaO et SiO₂) et à un frottement mécanique. La teneur élevée en Al₂O₃ (≥ 98 %) et la structure dense du WFA résistent à la pénétration et à la dissolution du laitier, réduisant ainsi l’usure du revêtement.
- Zones de fond et de buse : Utilisé dans les composants réfractaires comme les fonds de poche et les buses d’entrée immergées (SEN), tirant parti de sa haute résistance mécanique pour résister à l’impact de l’acier fondu et prévenir les dommages structurels.
2. Composants réfractaires fonctionnels
Les WFA sont transformés en pièces fonctionnelles spécialisées qui participent directement au fonctionnement du four :
- Bouchons poreux pour poches de coulée : Le WFA est utilisé comme matériau principal pour les bouchons poreux, qui injectent de l’argon dans la poche afin de brasser l’acier en fusion. Sa stabilité à haute température et sa résistance à la corrosion empêchent le colmatage ou l’endommagement des bouchons par l’acier en fusion ou le laitier, assurant ainsi un brassage homogène.
- Bétons réfractaires pour réparation : Les bétons réfractaires à base de WFA (à faible ou très faible teneur en ciment) sont utilisés pour la réparation sur site des revêtements usés. Leur bonne fluidité et leur prise rapide permettent une maintenance rapide et prolongent ainsi la durée de vie de la poche de coulée.
3. Amélioration de la qualité de l’acier et de la stabilité opérationnelle du four
- Minimisation de la contamination par les impuretés : WFA a une teneur en impuretés ultra-faible (Fe₂O₃, SiO₂ ≤1,5%), il n’introduit donc pas d’éléments nocifs (par exemple, Fe, Si) dans l’acier fondu pendant le service, assurant la pureté des aciers spéciaux (par exemple, acier allié, acier inoxydable).
- Résistance aux chocs thermiques et à la déformation structurelle : Les fours à poche d’acier subissent de fréquents cycles de température (de la température ambiante à plus de 1 600 °C). La résistance modérée aux chocs thermiques et le faible coefficient de dilatation thermique du revêtement WFA préviennent la fissuration et l’écaillage, préservant ainsi l’intégrité structurelle et évitant les risques de fuite d’acier en fusion.
- Prolongation de la durée de vie : Comparée aux matériaux réfractaires classiques (par exemple, le corindon brun), la résistance supérieure à la corrosion et à l’usure du WFA prolonge la durée de vie des revêtements et des composants des poches de coulée de 20 à 50 %, réduisant ainsi les temps d’arrêt pour le remplacement des revêtements et diminuant les coûts de production.
4. Optimisation des performances des réfractaires grâce à des formulations composites
Dans les applications pratiques, le WFA est souvent associé à d’autres matériaux pour équilibrer ses performances :
- Mélangé avec du spinelle (MgAl₂O₄) pour améliorer la résistance aux chocs thermiques, convient aux zones de poche avec des changements de température fréquents.
- Mélangé à des matériaux carbonés (par exemple, du graphite) pour améliorer la résistance aux scories, en ciblant les zones de lignes de scories à forte corrosion.
- Utilisé comme additif en poudre fine dans les bétons réfractaires pour augmenter la densité et réduire la porosité, améliorant ainsi la capacité anti-érosion globale du matériau.
