Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les principaux procédés de la métallurgie secondaire sont conçus pour répondre à un grand nombre d’objectifs, notamment l’élimination des gaz occlus (hydrogène et azote) et de certains éléments indésirables (soufre, phosphore), et l’amélioration de la propreté inclusionnaire. De plus, ces procédés doivent permettre le réglage précis de la température avant coulée, ce paramètre est essentiel pour obtenir la coulée continue de l’acier. Au-delà de ces aspects techniques, la métallurgie secondaire doit englober également l’amélioration de la productivité des aciéries, grâce à la spécialisation des outils « amont ». L’amélioration du coût d'exploitation, grâce aux gains sur l'énergie nécessaire, sur les matières consommables, est également visée.
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The main processes of secondary metallurgy are conceived in order to meet a vast number of objectives, notably the removal of occluded gases (hydrogen and nitrogen) and the improvement of inclusion cleanliness. Furthermore, these processes must allow for the precise temperature prior to casting, an essential parameter in order to achieve continuous steel casting. Beyond these technical aspects, the secondary metallurgy must also encompass the improvement of the steel plants productivity, through the specialization of the upstream tools. The objective is also to decrease the operating costs via the reduction of the required energy and gains on the materials.
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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INTRODUCTION
Les principaux procédés de la métallurgie secondaire sont conçus pour répondre aux objectifs métallurgiques décrits dans le premier dossier : « Métallurgie Secondaire » , à savoir :
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élimination des gaz occlus (hydrogène et azote) ;
-
mise à la nuance précise et décarburation ;
-
élimination de certains éléments indésirables (soufre, phosphore) ;
-
amélioration de la propreté inclusionnaire ;
-
réglage précis de la température avant coulée, aspect essentiel pour permettre, dans de bonnes conditions, la coulée continue de l'acier ;
-
amélioration de la productivité des aciéries, grâce à la spécialisation des outils « amont » (convertisseur ou four électrique) ;
-
amélioration du coût d'exploitation, grâce aux gains sur l'énergie nécessaire, sur les matières consommables (réfractaires, électrodes, fluides, produits d'addition, etc.).
Les procédés de la métallurgie secondaire font appel en tout ou partie à quelques procédures fondamentales qui permettent d'obtenir les résultats visés.
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Séparation métal/laitier primaire
En anglais
1. Étapes à maîtriser
Pour la plupart des traitements (désulfuration, contrôle de la morphologie des inclusions...), une métallurgie secondaire efficace ne peut cependant se concevoir sans un contrôle de la composition des laitiers de poche, ce qui demande de limiter les entraînements des laitiers oxydés de convertisseur ou de four électrique lors de la coulée de l'acier en poche. La séparation métal/laitier primaire se révèle, par conséquent, fondamentale (§ 2).
Dans la plupart des cas, la métallurgie secondaire est développée dans ou à partir de la poche à acier, qui devient un réacteur plus ou moins sollicité suivant le procédé. Si des procédés, tels que DH (Dortmund Hörder-Hüttenunion) ou RH (Ruhrstahl-Heraeus ), qui mettent en jeu d'autres enceintes que la poche, la concernent peu, la quasi-totalité des autres procédés imposent des contraintes géométriques (forme du bain, hauteur de garde) ou en ce qui concerne les produits réfractaires (zone du laitier renforcée, profil de température d'équilibre, temps de séjour long...).
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Pour accélérer les éventuelles réactions métallurgiques (entre métal, laitier et phase gazeuse) et l'homogénéisation de la composition de l'acier liquide, il est nécessaire d'assurer sa circulation dans la poche. Cela peut être assuré par le brassage en poche, par un procédé électromagnétique, de manière pneumatique, ou par aspiration du métal de la poche vers une enceinte de traitement (DH ou RH).
-
En raison des temps nécessaires aux opérations de métallurgie secondaire qui entraînent un abaissement de température du bain, il est nécessaire, dans de nombreux cas, de réaliser un apport thermique par arc électrique (4 à 6 °C/min), ou par réchauffage thermochimique, essentiellement par aluminothermie : 6 à 10 °C/min.
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Enfin, les traitements présentés ici...
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Étapes à maîtriser
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - STEFFEN (R.) - Fluid Flow Phenomena of Metal and Slag during drainage of Metallurgical Vessels - Joint Research Report of the committee Metallurgical Fundamentals of VDEh. International Conference on Secondary Metallurgy, Aachen (Aix-la-Chapelle), Preprints p. 97-118 (21-23 sept. 1987).
-
(2) - GATELLIER (C.), GAYE (H.) - Prospectives of Ladle Metallurgy Processes (overview) - (Principaux développements en métallurgie secondaire). Rev. bibl. METEC, Congress 94. 2nd European continuous Casting Conference, Düsseldorf, 8 p. (20-22 juin 1994).
-
(3) - CEZAR da SILVA (W.), BERGMAN (D.), LINDFORS (N.O.) - Slag carry over in oxygen converters : « an international overview » - Steel Technology International, p. 91-95 (1993).
-
(4) - POFERL (G.), EYSN (M.) - Automated tapping and reduction of the slag carryover with tapping of LD/BOF converters - Int. Conf. Secondary Metallurgy, Aachen, Preprints, p. 137-148 (21-23 sept. 1987).
-
(5) - The EMLI - Slag Indication system for slag Free Ladle Teeming - Fachber. Hüttenprax. Metallweiterverarb. 23, n° 8,...
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