November 20, 2025
Procédé de décarburation du four VOD
Le four VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) est une méthode de raffinage pour réduire la teneur en carbone dans l'acier en fusion. Il est principalement contrôlé par le débit d'alimentation en oxygène (intensité), la position de la lance à oxygène soufflée par le haut, le niveau de vide (déterminé par le nombre de pompes à vide en fonctionnement) et le débit d'argon injecté par le bas.
Étapes du processus
La décarburation dans le four VOD se déroule en deux étapes distinctes :
1. Étape de soufflage d'oxygène sous vide
Lors de l'injection initiale d'oxygène, la désiliciuration a lieu pendant environ deux minutes, suivie d'une décarburation active. Pour minimiser les éclaboussures et éviter le blocage du système d'alimentation, la lance est maintenue à une position élevée (généralement ≤900 mm) tandis que le débit d'argon est réduit. Le taux de décarburation dépend de facteurs tels que l'intensité de l'alimentation en oxygène, l'intensité de l'agitation à l'argon, la teneur initiale en carbone et la température de l'acier. Par exemple :
- Avec un carbone initial de 0,27 %, le taux de décarburation moyen est d'environ 0,0125 %/min.
- À 0,41 % de carbone initial, le taux augmente à environ 0,0188 %/min.
Une forte agitation par le bas avec une intensité d'argon de 0,01–0,02 Nm³/(t·min) améliore non seulement la décarburation, mais réduit également l'oxydation du chrome.
2. Étape de décarburation sous vide
Lorsque la teneur en carbone dans l'acier atteint environ 0,08 %, le soufflage d'oxygène est arrêté et la décarburation se poursuit sous vide. Plus la teneur finale en carbone cible est faible, plus le niveau de vide requis est élevé et plus la durée de décarburation est longue, généralement comprise entre 15 et 30 minutes.
Contrôle du processus et détermination du point final
Étant donné que le raffinage VOD fonctionne sous vide, un contrôle automatisé précis est essentiel. La détermination précise de la teneur en carbone au point final est essentielle pour la stabilité du processus et la qualité du produit final. Les deux principales méthodes utilisées sont :
- Analyse des gaz d'échappement
Un analyseur infrarouge surveille en continu les concentrations de CO, CO₂ et O₂ dans les gaz d'échappement. Combinée aux données de niveau de vide, cette méthode permet un contrôle en temps réel du processus de raffinage et une détermination précise du moment où arrêter le soufflage d'oxygène. Elle est largement applicable et n'est pas limitée par des configurations d'équipement spécifiques.
- Mesure du carbone en phase gazeuse
Cette approche calcule l'élimination du carbone en mesurant le volume total des gaz d'échappement et sa teneur en CO et CO₂, générant une courbe de diminution du carbone en temps réel. Le soufflage d'oxygène est arrêté une fois que le carbone cible au point final est atteint.
Grâce à une régulation minutieuse des paramètres de fonctionnement et à une détection fiable du point final, le procédé VOD permet une décarburation efficace et contrôlée tout en minimisant la perte d'éléments d'alliage précieux tels que le chrome.
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