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RÉSUMÉ
L’élaboration de l’acier moulé est une succession d’opérations métallurgiques élémentaires. La combinaison et l’enchaînement de ces différents processus dépendent des équipements de fusion et d’élaboration secondaire dont dispose l’atelier de fonderie ainsi que du degré de pureté de l’acier requis. Certaines opérations sont donc systématiques alors que d’autres sont soumises à l’appréciation du fondeur. Parmi les opérations systématiques, on a la sélection de la charge, la fusion, la désoxydation, la mise à la nuance et les contrôles divers comme les mesures de température ou la détermination de la composition chimique.
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Jean-Marcel MASSON : Ingénieur Civil des Mines - Chef du Service Métallurgie - Centre de développement des industries de mise en forme des matériaux (CTIF) - Professeur à l’École Supérieure de Fonderie et de Forge - Expert judiciaire
INTRODUCTION
L’élaboration de l’acier moulé peut s’analyser comme la succession d’opérations métallurgiques élémentaires qui font l’objet d’une description dans le présent dossier. La combinaison et l’enchaînement de ces différents processus dépendent des équipements de fusion et d’élaboration secondaire dont dispose l’atelier de fonderie ainsi que du degré de pureté de l’acier requis tel qu’il est défini par les impositions des commandes des clients. Certaines opérations sont donc systématiques alors que d’autres sont soumises à l’appréciation du fondeur. Parmi les opérations systématiques, il convient de citer :
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la sélection de la charge qui est fonction du type de four utilisé, du taux de retours et de la nature de l’acier ;
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la fusion ;
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la désoxydation ;
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la mise à la nuance ;
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et les contrôles divers comme les mesures de température ou la détermination de la composition chimique.
En revanche, les opérations d’affinage comme la décarburation ou la déphosphoration sont réalisées uniquement dans les fours à arcs à garnissage acide ou basique, tandis que la désulfuration requiert obligatoirement un four à arcs équipé d’un garnissage basique ou une installation de métallurgie secondaire .
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Fusion au four à arcs
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1. Enfournements
1.1 Définition des besoins
Pour le fondeur, l’élaboration de l’acier consiste à assurer les besoins qualitatifs et quantitatifs nécessaires à l’obtention de l’ensemble des caractéristiques demandées à la pièce moulée. De façon plus précise, le rôle du fondeur est de déterminer l’enfournement (ferrailles, éléments d’alliage, matières premières des laitiers…) le plus économique compatible avec les moyens d’élaboration dont il dispose et qui permettra de livrer à l’atelier de moulage :
-
le tonnage d’acier liquide nécessaire à la coulée des pièces ;
-
la composition chimique spécifiée en éléments principaux et en éléments résiduels ;
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la température de coulée en poche.
La nature de l’enfournement va donc dépendre du type de four utilisé : le four à induction ne modifie pratiquement pas la composition chimique de l’enfournement tandis que le four à arcs offre de larges possibilités d’élaboration et de mises au point analytiques.
Les enfournements comprennent la charge métallique ainsi que des additions minérales nécessaires à la constitution des laitiers qui sont essentiellement mis en œuvre dans le four à arcs basique.
HAUT DE PAGE1.2 Enfournement métallique
Les ferrailles et les éléments d’alliages constituent la matière première de base nécessaire aux fours électriques de fusion. Leur coût global représente entre 50 % (aciers au carbone) et 80 % (aciers inoxydables) du prix de revient de l’acier liquide. Il est donc primordial de pratiquer une sélection rigoureuse des enfournements en intégrant, le cas échéant, les coûts d’élaboration.
En fonderie, l’approvisionnement externe sur le marché de la ferraille représente environ la moitié du tonnage enfourné, le solde étant constitué par les retours internes de fabrication.
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