Fluorspar (CaF₂) — Pelancar slag dan fluks untuk pembuatan baja dan refining sekunder

Fluorspar (kalsium fluorida, CaF₂) adalah agen pelancar slag paling efektif yang digunakan dalam pembuatan baja dan refining sekunder, ditambahkan dalam jumlah kecil tetapi kritis secara metalurgi untuk mengontrol viskositas, liquidus, dan reaktivitas slag. Meskipun tidak menyumbang logam pada baja — perannya murni fisiko-kimia, di fasa slag — fluorspar memiliki pengaruh tidak proporsional terhadap seberapa cepat dan seberapa lengkap slag menjalankan fungsi intinya: penghilangan sulfur dan fosfor serta kopling termal ke busur. Diproduksi dari bijih fluorspar (fluorit) melalui penghancuran, penyaringan, dan benefisiasi, fluorspar grade metalurgi dipasok dengan CaF₂ dari 75% ke atas, dalam gradasi benjolan dan kerikil yang sesuai praktik pengisian.

Sifat penentu fluorspar adalah kemampuannya menurunkan titik lebur dan viskositas slag tinggi-kapur secara drastis pada laju penambahan sangat rendah. Di BOF, EAF, dan ladle furnace, slag harus membawa CaO tinggi untuk menyediakan basilitas yang diperlukan desulfurisasi dan dephosphorasi — tetapi slag tinggi-CaO kental, refraktori, dan lambat larut. Penambahan kecil fluorspar, sering hanya beberapa kilogram per ton baja, memutus jaringan kalsium-silikat slag, menurunkan liquidus dan mengencerkan viskositasnya. Slag yang dilancarkan melarutkan tambahan kapur hidrat dengan cepat, mengembangkan luas antarmuka slag-logam tinggi, dan memungkinkan reaksi desulfurisasi (CaO + S → CaS + O) serta dephosphorasi berlangsung dekat batas termodinamikanya alih-alih terbatas oleh transfer massa slag yang lambat.

Di pembuatan baja EAF, fluorspar memainkan peran kedua: stabilitas slag-busa. Slag busa menutupi busur listrik, melindungi dinding refraktori dari radiasi, dan memindahkan lebih banyak panas busur ke bath. Di refining ladle furnace (LF), fluorspar adalah bahan kunci slag sintetis, dikombinasikan dengan kapur, slag raffinasi, dan alumina untuk menghasilkan slag berbasilitas tinggi, viskositas rendah, dan FeO rendah yang mendorong desulfurisasi dalam ke sulfur di bawah 0,005% yang diminta baja mutu tinggi untuk pipa dan tempa.

Efektivitas metalurgi fluorspar tidak diragukan, namun penggunaannya menuntut kontrol disiplin atas dua kelemahan. Pertama, serangan refraktori: aksi fluks tidak selektif dan menyerang juga lapisan magnesia-karbon dan alumina tinggi, mempercepat keausan dan memperpendek kampanye. Penambahan fluorspar berlebih dapat memperpendek usia refraktori cukup untuk mengalahkan manfaat proses. Praktik modern menggunakan penambahan minimum yang sesuai dengan fluiditas yang dibutuhkan, sering dengan agen penutup dan pembangun slag raffinasi untuk menurunkan ketergantungan pada CaF₂. Kedua, lingkungan: slag berfluor menghadapi pembatasan reuse dan pembuangan, dan emisi fluor gas harus dikelola di sistem gas buang.

Fluorspar sebaiknya dipahami sebagai alat presisi — digunakan dalam tambahan kecil dan terkontrol. Fluorspar grade metalurgi kami dipasok pada CaF₂ ≥75% (dan grade asam ≥90–97% untuk aplikasi khusus), sulfur rendah (≤0,05%) untuk mencegah masuknya sulfur ke bath, dan disaring ke benjolan (10–60 mm) serta kerikil (0–10 mm) sesuai pengisian tungku dan aliran silo. Ukuran konsisten penting: halus melancarkan slag terlalu cepat dan hilang ke gas buang; benjolan terlalu besar larut terlalu lambat. Kandungan CaF₂ bersertifikat per pengiriman memungkinkan peleburan menambah pada dosis minimum efektif. Bagi pengadaan, fluorspar didefinisikan oleh tiga parameter: kandungan CaF₂ bersertifikat dengan silika terkontrol dan sulfur rendah; gradasi yang sesuai pengisian; serta keandalan pasokan.