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RÉSUMÉ
L’utilisation de céramiques réfractaires très différentes pour l’élaboration de l’acier se justifie par les sollicitations très variées subies en service par ces réfractaires .Les conditions dans les outils sidérurgiques sont présentées. Des observations de dégradations caractéristiques des réfractaires dans les installations sidérurgiques sont décrites en détail à l’aide de photographies.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Philippe BLUMENFELD : Expert en réfractaires du groupe ArcelorMittal, en retraite - Conseil, Beaucaire, France
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Jacques POIRIER : Professeur émérite de l’université d’Orléans - CEMHTI – Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation, CNRS, Orléans, France
INTRODUCTION
Les réfractaires de sidérurgie ont des performances qui dépendent des conditions d’utilisation en relation avec la fabrication du métal liquide. Ces conditions si évolutives ont rendu nécessaire de développer des centaines de réfractaires différents capables de résister au mieux dans les différentes zones de ces nombreux fours.
Cet article présente dans une première partie les conditions subies par les réfractaires du haut fourneau à la coulée continue.
Les conditions de température, d’atmosphère, la présence de laitiers, le débit des différentes matières (gaz, métal…), le fonctionnement permanent ou intermittent, le cyclage thermique, varient beaucoup au cours de l’élaboration dans les différents fours.
On essaie ici de quantifier la température, la pression partielle d’oxygène, les flux de matières… L’objectif est de lister les grandes sollicitations imposées aux réfractaires et de les hiérarchiser dans les différentes étapes de l’élaboration.
La seconde partie de cet article est dédiée à la description des principaux types de dégradation des réfractaires en sidérurgie par l’observation visuelle. La complexité des attaques des réfractaires rend encore aujourd’hui indispensables ces observations de manière à optimiser judicieusement les choix des matériaux réfractaires
Les grands types de dégradation des réfractaires que l‘on peut observer dans les outils industriels sont décrits en détail. On utilise pour cela des planches de photographies.
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MOTS-CLÉS
outils sidérurgiques dégradations des réfractaires installations sidérurgiques sollicitations des réfractaires
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Glossaire
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3. Conclusion
Les céramiques réfractaires, soumises à des conditions extrêmes en sidérurgie, subissent des sollicitations très variées.
Malgré tout le travail considérable de diversification et d’optimisation des matériaux sur le long terme, il est impossible de découvrir des produits capables de résister à toutes les sollicitations : inévitablement, les sollicitations multiples et intenses à l’aciérie conduisent à la chute de durée de vie entre l’amont et l’aval de l’usine. Le choix le plus adapté reste cependant nécessaire car la consommation et le coût des réfractaires y sont élevés (de l’ordre de 10 % de la valeur ajoutée totale de l’aciérie). Il y a donc un enjeu financier considérable à rechercher le meilleur rapport comportement/prix des réfractaires de chaque outil. On ne va donc pas rechercher le meilleur matériau ou le plus sophistiqué mais celui qui présente le meilleur coût à la tonne d’acier, qui tient compte notamment des frais de main d’œuvre pour les changements de réfractaire, des pertes d’exploitation induites par les arrêts temporaires de production…
C’est le travail permanent des réfractoristes qui, dans une perspective de progrès continu et d’adaptation aux conditions évolutives de production de l’usine, doivent mettre en œuvre des solutions réfractaires, dont certaines peuvent être en concurrence, et les tester par des essais permettant d’évaluer les vitesses d’usure.
La démarche est difficile.
En effet, de nombreux facteurs dont il convient de hiérarchiser l’importance ont un impact sur la durée de vie des réfractaires
En plus de la connaissance des matériaux réfractaires, il est donc nécessaire de connaître le mieux possible les procédés de production, le fonctionnement des outils et leur gestion en traitement et à vide, leur technologie et leurs actionneurs variés, leur maintenance et les conditions internes imposées aux revêtements. Il est également nécessaire d’observer les dégradations des réfractaires dans les outils industriels.
Ces différents aspects ont été abordés dans l’article ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BERANGER (G.), GUY (H.), SANZ (G.) - Le livre de l’acier. - Lavoisier (1994).
-
(2) - POIRIER (J.), RIGAUD (M.) - Corrosion of Refractories : The Fundamantals, - FIRE Compendium Series, Volume 2-A, GöllerVerlag (2017).
-
(3) - POIRIER (J.), BLUMENFELD (Ph.), MAQUET (M.), PIRES-FRANCO (Ph.) - Les céramiques réfractaires (Chap. 4), les céramiques industrielles. - Dunod (2013).
-
(4) - POIRIER (J.), RIGAUD (M.) - Corrosion of Refractories : The Impact of Corrosion, - FIRE Compendium Series, Volume 2-C, GöllerVerlag (2018).
-
(5) - POIRIER (J.), BOUCHETOU (M.L.), QAFSSAOUI (F.), ILDEFONSE (J.P.) - Analysis and interpretation of refractories microstructures in studies of corrosion mechanisms by liquide oxides, - Journal of the European Ceramic Society, 28 [8] 1557-1568 (2008).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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(Matériaux réfractaires) - ISO IC81.080 -
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