Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Ces dernières décennies, les techniques d’affinage des aciers inoxydables ont considérablement évoluées, non seulement sur le plan technique avec une meilleure maîtrise de la composition chimique, et de l’état inclusionnaire, mais également sur le plan économique. L’aspect portant sur les économies de gaz est probablement celui qui connaît encore à ce jour le plus d’adaptations. Après présentation des bases théoriques de la décarburation, désulfuration et désoxydation, l’article s’intéresse à détailler les procédés actuels d’affinage sous pression réduite, puis sous vide, avec leurs descriptions, principes, avantages et limitations.
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Over the last few decades, the refining techniques of stainless steels have considerably evolved, not only technically with improved mastery of the chemical composition and the control of inclusions but also economically. Gas economizing is currently the aspect which is undergoing the largest number of adaptations. After having presented the theoretical basis of decarburization, desulphurization and deoxidation, this article details the current low pressure and vacuum refining techniques whist providing their descriptions, principles, advantages and limitations.
Auteur(s)
-
Pierre-Jean CUNAT : Ancien directeur technique EURO-INOX
INTRODUCTION
Depuis un demi-siècle, les techniques d'affinage des aciers inoxydables ont considérablement évolué tant sur un plan technique (maîtrise de la composition chimique, maîtrise de l'état inclusionnaire, etc.) que sur un plan économique. Un saut technologique important avait été franchi dès les années 1930 avec le procédé Perrin en matière de décarburation et de désulfuration. Le second saut technologique a été celui des procédés d'affinage sous pression réduite au début des années 1970 (procédé AOD et dérivés). Ils ont permis une excellente maîtrise de la décarburation et de la désulfuration tout en réduisant considérablement le coût de l'opération d'affinage. Avec le procédé VOD et ses dérivés (début des années 1980), l'abaissement de la pression partielle de CO se faisant à l'aide du vide, l'obtention de très basses teneurs en carbone, soufre et azote a ouvert la voie aux nuances ferritiques à haute teneur en chrome (Cr ≈ 30 %) et aux nuances austénoferritiques.
Depuis ces évolutions majeures, on a surtout observé des variantes principalement orientées vers des aspects économiques, en particulier en matière d'économies de gaz et de matières premières (chrome et molybdène). Enfin, la capacité d'affinage d'une aciérie qui était de l'ordre de 500 000 tonnes par an en 1990 a été doublée en dix ans ; ce qui correspond en fait au doublement – sur la même période – de la consommation d'acier inoxydable dans le monde.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 2001 par Pierre-Jean CUNAT
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Bases théoriques
En anglais
1. Localisation dans la filière d'élaboration
La filière d'élaboration des aciers inoxydables comprend trois étapes essentielles, schématiquement représentées à la figure 1 :
-
Fusion de la charge dans un four électrique à arc à revêtement réfractaire basique (cf. dossier [D 5 920] Fours à arc et [M 7 700] Aciérie électrique ) : la charge introduite dans le four est constituée par des ferrailles, des chutes d'acier inoxydable triées en fonction de leur composition chimique, des ferroalliages (ferrochrome, ferrosilicium, etc.) des métaux purs.
-
Affinage sous pression réduite : l'opération d'affinage consiste essentiellement en une phase de décarburation suivie d'une phase de réduction. Cette seconde phase consiste à désoxyder l'alliage en fusion et à le désulfurer. L'affinage proprement dit peut être suivi d'une opération de métallurgie en poche. Elle consiste à introduire, si nécessaire, les éléments stabilisants tels que le titane et/ou le niobium et à poursuivre la désoxydation du bain liquide par l'addition d'aluminium, de calcium, de terres rares... à l'abri de l'air grâce notamment à la technique du fil fourré. Pour que ces dernières additions soient réparties de manière homogène, il est quasi nécessaire d'opérer en présence d'un brassage d'argon.
-
La coulée généralement sous la forme d'une coulée continue et exceptionnellement sous la forme d'une coulée en lingots : le principe de la coulée continue s'est imposé depuis les années 1970 aussi bien pour les...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - STEINS (J.), SCHNELL (G.), SCHRADE (C.) - The use of oxygen in stainless steel production - . VAI Technology News, 31, p. 22 à 27 (août 1999).
-
(2) - Melting and Refining Methods, ASM Speciality Handbook - – Stainless Steels, Edited by J.R. Davis, p. 120 à 125 (déc. 1994).
-
(3) - DAUM (T.), STEINS (J.), FRITZ (E.), PIRKER (H.), RAMASEDER (N.) - VAINOX, La nouvelle formule du VAI pour l'élaboration des aciers inoxydables : réalisations, perspectives - . La revue de Métallurgie – CIT, no 10 (oct. 1998).
-
(4) - CHASSAGNE (J.L.), MALEFANT (J.Y.), SALEIL (J.) - Stainless steel making at Creusot Loire - . Proceedings of « Stainless Steels '77 », p. 89 à 92, Londres (26-27 sept. 1977).
-
(5) - OSTBERG (G.) - Modernizing steel making - a reappraisal of the PERRIN Process - . Part 1 : La Revue de Métallurgie – CIT, no 1, p. 41 à 53 (janv. 2001). Part 2 : La Revue de Métallurgie – CIT, no 3, p. 281 à 294 (mars 2001).
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