Affinage de l’acier liquide par les procédés de conversion
Fonderie et moulage de l’acier - Évolution des procédés d’élaboration

Le premier acier liquide obtenu par fusion a vraisemblablement été élaboré par Huntsmann qui imagina en 1740, un foyer dans lequel le combustible était séparé de la charge métallique. La fonte était chargée puis fondue dans un creuset réfractaire chauffé dans un foyer au coke soufflé, ensuite elle était affinée par soufflage d’air. C’est l’origine de l’acier au creuset également connu sous l’appellation d’acier fondu par opposition à l’acier « naturel » obtenu à l’état pâteux. Mais ce procédé était peu productif et n’intéressait que de très faibles quantités.

La véritable révolution qui est à l’origine de l’incomparable développement de l’industrie de l’acier est la mise au point, par Bessemer (1855), d’un convertisseur qui permet d’affiner la fonte en la faisant traverser par un fort courant d’air pour obtenir ainsi de l’acier liquide. Ce procédé prit une dimension nouvelle lorsque Thomas (1877) mit au point un revêtement réfractaire basique à base de magnésie (figure 1) qui offrait la possibilité de décarburer et de traiter les fontes phosphoreuses par addition de chaux. Tandis que Robert poursuivait la mise au point d’un petit convertisseur parfaitement adapté aux besoins de la fonderie d’acier moulé. Dans ces différents procédés d’affinage par conversion, le principe de base, appelé soufflage par le vent est toujours le même, il consiste à charger de la fonte liquide dans une cornue et à injecter massivement de l’air sous pression soit à travers le fond dans les procédés Bessemer ou Thomas, soit à travers la paroi latérale de la cornue dans le procédé Robert. L’oxygène de l’air oxyde la plupart des impuretés. Le carbone est évacué sous forme de CO, le manganèse et le silicium sont globalement transformés en oxydes qui passent dans le laitier ainsi qu’une partie du phosphore, voire du soufre lorsque les conditions thermodynamiques sont favorables. La combustion de ces différents éléments s’accompagne d’un important dégagement de chaleur qui est nécessaire pour augmenter la température du bain dont le point de fusion croît en même temps que la teneur en carbone diminue. Ce procédé est rapide, une quinzaine de minutes suffisent pour transformer la fonte en acier toutefois, le niveau de qualité...