Bibliographie & annexes
Présentation
English
RÉSUMÉ
Depuis les inventions qui ont lancé la sidérurgie entre 1850 et 1900, les techniques d’aciérie ont connu des développements spectaculaires, mus essentiellement par les besoins croissants en acier, en quantité et en qualité. Cet article retrace les grandes étapes de ces développements, marqués après 1950 par l’utilisation d’oxygène pur au convertisseur, l’apparition des mini-aciéries électriques, et la naissance de la métallurgie en poche. Il montre en particulier comment le four électrique est devenu un outil hautement productif et polyvalent à la fois pour les matières premières et les sources d’énergie.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleAuteur(s)
-
Jean-Luc ROTH : Ingénieur ENSIC (Nancy), anciennement responsable de services Fours, Énergie et Aciéries à l’IRSID (Maizières-lès-Metz) ; puis Technology Manager chez Paul Wurth (Luxembourg)
INTRODUCTION
La fonction des procédés d’aciérie d’élaboration est de fabriquer, en partant des matières premières fonte (de haut fourneau), ferraille, et minerai préréduit, un acier à une température et à une composition recherchées, prêt à être coulé et solidifié en demi-produit.
Si l’on cherche à résumer en quelques lignes l’évolution de la sidérurgie mondiale, depuis les inventions capitales de Bessemer, Martin et Siemens, Thomas, et Héroult, dans la seconde moitié du XIXe siècle, on peut distinguer quatre grandes périodes.
-
Jusqu’en 1950 : amélioration continue de ces inventions dans les domaines technologiques et métallurgiques, et sans qu’elles soient remises en cause.
-
De 1950 à 1980 :
-
apparition de nombreuses nouvelles technologies fondées sur l’utilisation d’oxygène pur, pour ne laisser finalement place qu’au convertisseur à l’oxygène pur, avec ses variantes ;
-
en parallèle : développement important du four électrique, bénéficiant d’améliorations technologiques et de disponibilités en ferraille dues à l’arrêt du four Martin ; puis disparition des convertisseurs Thomas et Bessemer, ainsi que des fours Martin, tout au moins dans les pays industrialisés modernes ; et finalement apparition, et extension, d’une métallurgie en poche très diversifiée.
-
-
De 1980 à 2015 :
-
stabilité dans les procédés d’élaboration qui continuent à se perfectionner ;
-
développement généralisé de la métallurgie en poche, pour répondre aux impératifs de productivité, et aux exigences toujours croissantes sur la qualité des aciers ;
-
pour certains aciers très purs (teneur très basse en phosphore), ajout d’un réacteur réalisant une première déphosphoration en amont de l’affinage traditionnel.
-
-
À partir de 2015 :
-
avant-projets de transformation d’usines à fonte vers un haut fourneau à faible émission de CO2 ;
-
ou remplacement de l’usine à fonte par une filière électrique (électricité verte) alimentée en préréduit (réduit à l’hydrogène), et en ferraille, de plus en plus élaborée en qualité et en dimensions.
-
L’article retrace la naissance et l’évolution des procédés et des technologies d’aciérie, en décrivant les caractéristiques techniques qui ont expliqué leurs performances et leur développement industriel.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1991 par Bernard TRENTINI
- Version archivée 2 de mars 2012 par Guy DENIER
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Élaboration et recyclage des métaux
(135 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Évolution du four électrique à arc depuis 1950
English
3. Évolution du four Martin depuis 1950 et sa disparition
Pour comprendre l’évolution du four Martin depuis 1950, il faut se rappeler que l’utilisation de ce procédé couvre deux grandes familles :
-
la marche à forte proportion de ferraille (scrap process), où la charge comporte 70 % de ferraille, ou plus, le complément étant constitué de fonte liquide ou solide ;
-
la marche à forte proportion de fonte liquide (50 à 80 %), avec le complément en ferraille ; le terme ore process provient de l’utilisation, autrefois, de minerai comme source d’oxygène.
L’utilisation d’oxygène pur a été différente suivant le cas.
-
Dans la marche à forte proportion de ferraille, l’oxygène a surtout été utilisé pour accélérer le chauffage (oxygène sous les brûleurs, avec, en complément, des lances d’oxygène dans la voûte ou introduites par les portes du four, pour accélérer la fusion des ferrailles . Malgré des consommations élevées d’oxygène (25 m3 · t–1 d’acier ou plus), les gains de productivité ont été modestes (environ 20 %), et les opérations sont restées longues (5 h de coulée à coulée).
L’énergie est apportée par :
-
la combustion aux brûleurs du gaz (de cokerie ou de gazogène), fuel ou goudron ;
-
l’oxydation du carbone et du silicium contenus dans la fonte (bien qu’en faible proportion) ;
-
la chaleur sensible de l’air chaud ;
-
en fin d’opération, la suroxydation du fer et du phosphore.
L’apport d’oxygène pur accroît fortement la température de flamme des combustibles, et le rendement de combustion, d’où la réduction des consommations et du temps d’opération.
-
-
Dans la marche à forte proportion de fonte, où la décarburation détermine la durée de l’opération, des lances à fort débit...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Élaboration et recyclage des métaux
(135 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Évolution du four Martin depuis 1950 et sa disparition
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BIRAT (J.P.) - The relevance of Sir Bessemer’s ideas to the Steel Industry in the 21st century. - La Revue de Métallurgie-CIT, 101(7-8), p. 587-598 (2004).
-
(2) - * - http://www.archivesdefrance.culture.gouv.fr/action-culturelle/celebrations-nationales/-recueil-2015/sciences-et-techniques/acier-sur-sole
-
(3) - * - https://worldsteel.org/data/world-steel-in--figures-2023/
-
(4) - * - https://worldsteel.org/wp-content/uploads/Fact-sheet-raw-materials-2023.pdf
-
(5) - HUSSON (G.) - Emploi de l’oxygène en sidérurgie. - Rev. de Métal., 47(1), p. 88-91 (1950).
-
(6) - Oxygen for decarburization (Emploi de l’oxygène pour la décarburation). - Steel USA, 121(19), p. 126-128-141 – Trad. CDS, 5 (1948).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Élaboration et recyclage des métaux
(135 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
