Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Michel OLETTE : Ingénieur de l'École supérieure de physique et chimie industrielle de la ville de Paris – ESPCI - Professeur invité université Mac Master Hamilton Canada - Ancien Directeur adjoint Institut de Recherche de la Sidérurgie Française – IRSID – Maizières-lès-Metz
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Christian GATELLIER : Ingénieur de l'École nationale supérieure de chimie de Toulouse - Ingénieur-docteur - Ancien chef du département Physico-chimie – IRSID – Maizières-lès-Metz
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Gabriel LAMARQUE : Ingénieur de l'École nationale supérieure d'électricité, d'électronique et d'hydraulique de Toulouse - Licencié ès sciences - Ancien directeur de la ligne de produits aciérie Kvaerner Metals Clecim Paris
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Fabienne RUBY-MEYER : Ingénieur de l'École nationale supérieure de chimie de Strasbourg - Ingénieur de recherche à Ascometal CREAS
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les exigences, de plus en plus sévères, des utilisateurs vis-à-vis des aciers, en ce qui concerne aussi bien leur composition chimique, leur propreté physique que leurs caractéristiques d'emploi, ont entraîné, depuis le début des années 1960, le développement d'un grand nombre de traitements métallurgiques, de plus en plus complexes, qui ne pouvaient trouver leur place dans le réacteur traditionnel d'aciérie : convertisseur à l'oxygène ou four électrique. Les opérations ainsi menées hors du four ont donné naissance à une nouvelle métallurgie, qualifiée de « secondaire » et réalisée dans une poche d'aciérie munie de différents équipements : busette à tiroir, bouchons poreux...
Trois aspects doivent être pris en considération pour comprendre pourquoi la métallurgie secondaire est apparue et s'est développée.
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Productivité
Il est clair qu'elle permet une meilleure utilisation des appareils sidérurgiques, en particulier des convertisseurs de grande capacité (350 t) et du four électrique, en reportant les opérations de métallurgie fine, souvent longues, en poche.
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Qualité
C'est évidemment l'aspect le plus important. La métallurgie hors du four permet d'améliorer :
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l'uniformité en composition et en température des coulées successives, ce qui revêt une grande importance dans l'optique actuelle de la généralisation de la coulée continue ; l'étape de métallurgie en poche constitue, de plus en plus, l'indispensable liaison entre le convertisseur ou le four électrique et la machine de coulée ;
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le contrôle de la composition et l'obtention de très faibles teneurs en éléments résiduels : C, H, N, O, P, S... ;
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la propreté inclusionnaire et la morphologie des inclusions restantes ; elle rend aussi possible la production de nouvelles nuances d'acier difficiles à obtenir en une seule opération.
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Abaissement des coûts
C'est une conséquence des deux points précédents. Son estimation n'est pas toujours aisée, puisqu'il faut tenir compte du coût de l'opération nouvelle, mais le bilan est, en général, largement positif.
Dans l'ensemble du texte, les symboles soulignés, comme
ou [O], désignent des éléments dissous dans le métal et les constituants du laitier sont, eux, entre parenthèses (SiO2).
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 2 de mars 1998 par Michel OLETTE, Christian GATELLIER, Gabriel LAMARQUE
DOI (Digital Object Identifier)
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Analyses et contrôles2. Bases théoriques et fonctions essentielles de la métallurgie secondaire
Au cours des opérations de traitement métallurgique de l’acier en aval du réacteur principal, convertisseur à l’oxygène ou four à arcs, divers processus physico-chimiques sont mis en œuvre pour éliminer certaines impuretés dissoutes ou précipitées :
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désoxydation et élimination de la plus grande partie des inclusions formées ;
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modification de la composition des inclusions résiduelles ou délibérément produites ;
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réactions de transfert métal-laitier : désulfuration, déphosphoration ;
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dégazage : extraction de l’hydrogène, de l’azote, du monoxyde de carbone.
2.1 Désoxydation par précipitation et élimination des inclusions
Le but de l’opération de désoxydation est évidemment d’abaisser à un niveau très faible la teneur en oxygène du métal, compte tenu de la structure et de la propreté physique que l’on souhaite obtenir au niveau du produit.
La notion de propreté inclusionnaire des aciers a évolué, dans les années 1970, à mesure que se développaient des procédés permettant de modifier la nature, la forme et la répartition des inclusions dans le métal au moment de la solidification.
À côté du concept « d’aciers propres », à densité inclusionnaire faible, s’est progressivement développé celui « d'aciers à inclusions contrôlées », où l’on cherche à former et éventuellement maintenir, dans le métal, des inclusions qui auront un effet non gênant, ou parfois favorable, sur certaines propriétés d’emploi (, ).
HAUT DE PAGE2.1.1 Pouvoir désoxydant des éléments
En plus du carbone, les éléments les plus couramment utilisés comme désoxydants sont le silicium, le manganèse et l’aluminium qui sont ajoutés soit purs, soit sous forme d’alliages plus ou moins complexes. Leur réactivité relative, vis-à-vis de l’oxygène en solution, est maintenant bien connue (, ) à la suite des travaux expérimentaux menés ces...
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Bases théoriques et fonctions essentielles de la métallurgie secondaire
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - OLETTE (M.) - Les opérations métallurgiques hors du four - 5e Journée Int. de la Sidérurgie, Paris, 18 oct. 1976. Rev. de Mét. 74, n° 4, p. 217-234 (avril 1977).
-
(2) - MOTTE (J.P.), VASSE (R.) - Pratiques de métallurgie en poche en aciérie de conversion - Rev. de Mét. CIT n° 12, p. 981-994 (déc. 1980) (1re partie), p. 15-27 (janv. 1981) (2e partie).
-
(3) - FRUEHAN (R.J.) - Ladle Metallurgy principles and practices - An Iron and Steel Society (ISS) Technical Publ. Warrendale PA, USA, 149 p. (1985).
-
(4) - ASTIER (J.) - The growing importance of secondary metallurgy in steelmaking. (L'importance croissante de la métallurgie secondaire dans la production de l'acier) - Symposium franco-égyptien, Institut EL TABBIN, 12-14 déc. 1981, rapport COFRANSID, n° 90, 44 p (nov. 1981).
-
(5) - FANDRICH (R.), LUNGEN (H.B.), WUPPERMANN (C.D.) - Actual review on secondary steelmaking - 7th Intern. Conf. on Clean Steel, Balatonfüred (Hongrie), pp 28-37 (4-6 juin...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
1 Données statistiques et économiques
Depuis le début des années 1960, le développement d'un grand nombre de traitements métallurgiques, de plus en plus complexes, qui ne pouvaient trouver leur place dans le réacteur traditionnel d'aciérie : convertisseur à l'oxygène ou four électrique (figure ) ont donné naissance à une nouvelle métallurgie, qualifiée de « secondaire » et réalisée dans une poche d'aciérie munie de différents équipements : busette à tiroir, bouchons poreux...
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