Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Maurice KRATZ : Ingénieur à l’École Nationale Supérieure d’Électricité et de Mécanique - Ingénieur-chercheur au service Matériel électrique (ERMEL) à la Direction des Études et Recherches d’Électricité de France
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le four à arc d’aciérie est un outil de fusion destiné à fondre un métal primaire qui est, en général, de la ferraille, mais qui peut être de la fonte (solide ou liquide) ou encore des minerais préréduits.
C'est au début du XX e siècle que sont apparus les premiers fours à arc industriels. Depuis cette époque, bien que reposant sur les mêmes principes de base, les fours à arc ont connu un développement important aussi bien du point de vue technologique que du point de vue capacité de production. En effet, la capacité des fours modernes avoisine les 200 t avec une consommation énergétique comprise entre 400 et 500 kWh/t.
Les grands fours industriels représentent une part importante de la consommation d'énergie électrique dans le domaine industriel (près de 4 % de la consommation de la grande industrie en France). Selon certaines études prospectives, la filière électrique devrait continuer à croître pour couvrir, vers 2005-2010, environ 50 % de la production d'acier dans le monde.
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Perturbations produites par les fours à arc sur les réseaux3. Four à arc à courant continu
3.1 Description technologique
Du point de vue descriptif, le four à arc à courant continu est semblable au four à courant alternatif 2.1. Il s’en distingue toutefois par son alimentation électrique et par la présence d’une ou de plusieurs électrodes de sole (figure 9).
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Autrefois, les fours à courant continu de grande puissance étaient équipés d’un système de trois électrodes alimentées chacune par un redresseur spécifique. Il faut toutefois préciser que les fours tri-électrodes sont de moins en moins utilisés, essentiellement pour des raisons de productivité et de rayonnement d’arc. On peut rappeler que les trois arcs électriques à courant continu convergent vers le centre du cercle des électrodes, ce qui conduit à une fusion plus rapide des ferrailles situées entre ces mêmes électrodes. La voûte de la cuve se trouve alors plus rapidement exposée au rayonnement des arcs. Une attention toute particulière doit donc être portée sur le refroidissement de la voûte pour éviter tout risque de perçage.
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Aujourd’hui, le système mono-électrode, alimenté par un ou plusieurs redresseurs en parallèle ou en série, équipe la grande majorité des fours à courant continu. Les convertisseurs utilisés dans ces alimentations sont des redresseurs hexaphasés ou dodécaphasés à thyristors.
Le circuit électrique ne se ferme pas dans le métal comme c’est le cas en courant alternatif triphasé, mais le retour du courant vers les redresseurs est assuré par une ou plusieurs électrodes placées dans la sole du four. Les constructeurs proposent alors différentes solutions techniques pour réaliser ce retour de courant :
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par une sole réfractaire conductrice refroidie à l’air ;
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par une anode constituée de feuillards d’acier incorporés dans une sole réfractaire monolithique ;
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par une anode constituée...
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Four à arc à courant continu
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - KRATZ (M.) - Effect of adding reactance in AC EAF. - 5th European Electric Steel Congress, 19-23 Juin 1995, Paris.
-
(2) - BEDIN (M.) - Electric arc furnace with current supplied via a saturable reactor. - 4th International Exhibition for Metallurgical Technology and Equipment, METEC 1994.
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(3) - PELENC (Y.) - Appareillage électrique d’interruption à haute tension. - D 4 700. Traité Génie électrique, Techniques de l’Ingénieur, 2002.
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(4) - COURAULT (J.), DE PRÉVILLE (G.), SANHET (J.-L.) - Compensateurs statiques de puissance réactive. - D 4 318. Traité Génie électrique, Techniques de l’Ingénieur, 2002.
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(5) - AYED (P.), BARBAZANGES (C.), LEMIERE (F.) - Aciérie électrique. - M 7 700. Traité Matériaux métalliques, Techniques de l’Ingénieur, 1995.
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NORMES
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Compatibilité électromagnétique (CEM) - Partie 3 : Limites - Section 6 : Évaluation des limites d’émission pour les charges déformantes raccordées aux réseaux MT et HT - Publication fondamentale en CEM - CEI/TR 61000-3-6 - (1996-10)
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Compatibilité électromagnétique (CEM) - Partie 3 : Limites - Section 7 : Évaluation des limites d’émission des charges fluctuantes sur les réseaux MT et HT - Publication fondamentales en CEM - CEI/TR 61000-3-7 - (1996-11)
-
Compatibilité électromagnétique (CEM) - Partie 4-7 : Techniques d’essai et de mesure - Guide général relatif aux mesures d’harmoniques et d’interharmoniques, ainsi qu’à l’appareillage de mesure, applicable aux réseaux d’alimentation et aux appareils qui y sont raccordés - CEI 61000-4-7 - (2002-08)
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Ed. 1.1 édition consolidée Compatibilité électromagnétique (CEM) - Partie 4 : Techniques d’essai et de mesure - Section 15 : Flickermètre - Spécifications fonctionnelles et de conception - CEI 61000-4-15 - (2003-02)
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Coordination de l’isolement - Partie 1 : Définitions, principes et règles. - 60071-1 - 1993
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