Fours de réchauffage de la sidérurgie

La dénomination d’acier s’applique à des alliages fer-carbone (Fe-C) contenant jusqu’à 1,7 % de carbone, mais la plupart des aciers en contiennent moins de 1 %. Généralement, on note aussi la présence d’autres éléments tels que du manganèse (Mn), du chrome (Cr), du nickel (Ni), du molybdène (Mo), etc.

L’acier est élaboré suivant deux filières :

• réduction du minerai (oxydes de fer) dans des hauts fourneaux et élimination de l’excès de carbone de la fonte liquide (3 à 4,5 %) dans des convertisseurs à l’oxygène ;

• fusion de ferrailles (acier recyclé) dans des fours électriques.

Le produit obtenu par ces deux voies est traité dans des stations d’affinage où il est amené à sa composition chimique finale par ajustement définitif du taux de carbone et addition des éléments qui donneront à l’acier les caractéristiques souhaitées. Opération appelée mise en nuance.

L’acier liquide obtenu est solidifié dans des machines de coulée continue desquelles il sort sous forme d’ébauches appelées demi-produits dont les dimensions typiques sont :

Antérieurement à l’apparition des coulées continues (au début des années 60), l’acier était coulé en lingots et subissait un premier laminage pour être mis sous forme de demi-produits.

Les demi-produits sont le point de départ de tous les produits sidérurgiques obtenus par laminage (plaques, tôles, feuilles, feuillards, fils, barres, rails, poutrelles, tubes, roues, etc.). Ils ont totalisé 750 millions de tonnes, au niveau mondial, en 1996.

À la sortie de la coulée continue, les demi-produits sont soit directement chargés dans les fours de réchauffage pour être portés à la température appropriée pour le laminage (1 100 à 1 300 ^oC), soit stockés jusqu’à leur inclusion dans un programme de laminage. Les fours de réchauffage doivent donc harmoniser les rythmes de production de l’aciérie et du laminoir.

Pour accomplir leur tâche, les fours de réchauffage doivent s’adapter à un certain nombre de contraintes, par exemple :

• implantation : la longueur des fours est souvent limitée par des installations existantes lors de leur construction (bâtiments, ponts roulants, tables à rouleaux, etc.) ;

• produits : diversité des caractéristiques (température de laminage, diffusivité, résistance au fluage, dimensions, température d’enfournement) ;

• combustibles : gaz sidérurgiques avec fluctuations de qualité et de quantité,

et réaliser le meilleur compromis pour la satisfaction de critères suivants, souvent contradictoires : productivité, homogénéité des températures, flexibilité, fiabilité, économie, etc.

Cet article est divisé en deux paragraphes :

• le premier décrit succinctement les divers types de fours de réchauffage ;

• le second traite plus en détail les fours poussants et à longerons compte tenu de leur importance économique et technique (ces types de fours équipent les laminoirs de grande capacité et assurent le réchauffage de plus de 90 % des demi-produits avec des unités dont la production horaire peut atteindre 500 t/h).