Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
L’utilisation des ferrailles pour fabriquer de nouveaux aciers pose des problèmes métallurgiques en raison de la présence d’éléments résiduels. Parmi les éléments gênants au-delà de certaines teneurs, on distingue les métaux parfois difficiles à éliminer, et les métalloïdes que l’on sait éliminer sauf l’azote apporté par la fusion au four électrique. Après le rappel des mécanismes généraux de l’effet des éléments considérés sur les propriétés d’emploi des aciers, sont décrits les effets particuliers qui impactent les défauts (cuivre…) et certaines propriétés spécifiques (formage : rôle de l’azote) des produits et nuances. Ensuite, les conséquences dans le choix des filières basées sur les ferrailles sont examinées.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Marc GRUMBACH : Ingénieur civil des Mines, ancien ingénieur à l’Institut de Recherche de la Sidérurgie Française (IRSID)
INTRODUCTION
Alors que les ferrailles sont devenues une matière première importante de la sidérurgie avec un conditionnement et des traitements appropriés, leur utilisation ne se fait pas sans problèmes.
Ces problèmes sont de deux sortes, une adaptation au procédé de fusion, et une adaptation au produit fabriqué, essentiellement à ses propriétés.
En effet, par nature les ferrailles possèdent la composition des aciers et cette composition varie suivant les nuances avec des additions d’éléments d’alliage le plus souvent en faibles quantités (les aciers fortement alliés comme les aciers inoxydables sont en principe recyclés à part). La présence de métaux de revêtements comme le zinc ou l’étain est fréquente ; on trouve également des métalloïdes comme le soufre et le phosphore et évidemment du carbone et de l’azote. De plus, malgré le broyage et le tri magnétique, d’autres métaux associés à l’acier dans les appareils comme le cuivre et l’aluminium sont entraînés et subsistent jusqu’à la fusion.
Enfin, il y a une interaction entre la filière d’élaboration et la composition finale de l’acier par suite de l’élimination de certains éléments. Par contre, la fusion de ferrailles au four électrique se traduit par une reprise d’azote forte qui caractérise cette filière. Cette importance de l’azote justifie un paragraphe spécial.
Par ailleurs, le détail des propriétés produit par produit montre que l’influence d’un élément ne dépend pas seulement de sa teneur moyenne, mais également des interactions avec les autres éléments et avec les cycles thermomécaniques, en particulier les ségrégations à la coulée, ou lors des chauffages et des refroidissements, avec en plus l’effet des corroyages ou des traitements.
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Les résiduels
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1. Classification des ferrailles du point de vue des résiduels
Depuis 1996 existe une nouvelle classification officielle européenne des ferrailles tenant compte de leur forme, de leur densité, de leur teneur en fer, de leur conditionnement, allant de la ferraille ancienne récupérée aux tournures d’usinage. Pour chaque catégorie, des indications sur les teneurs limites en résiduels sont données [M 7 059] [M 7 060] (tableau 1).
Ces teneurs limites prennent en compte les progrès de l’ensemble broyage-tri magnétique.
On peut rentrer un peu plus dans le détail en examinant 4 catégories parmi les plus importantes du point de vue de la composition chimique en excluant les ferrailles internes des usines sidérurgiques :
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les chutes neuves (souvent en paquets) ;
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les ferrailles de récupération lourdes : poutrelles, rails, palplanches ;
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les ferrailles légères broyées ;
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les ferrailles d’incinération.
En ce qui concerne les caractéristiques de...
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Classification des ferrailles du point de vue des résiduels
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BIRAT (J.P.), ZAOUI (A.) - Le cycle du fer - Rev. de Met. Paris, vol. 99, n° 10, pp. 795-807 (oct. 2002).
-
(2) - BIRAT (J.P.), BÉRANGER (G.) - Ferrailles et résiduels dans les aciers. Le livre des aciers spéciaux - Lavoisier éditeur, chapitre 22, pp. 638-675 (1997).
-
(3) - MARIQUE (C.) - Scrap recyclimg and production of high quality steel grades in Europe - Rev. de Met. CIT (nov.1996).
-
(4) - GALDON (F.), MÉTIVIER (J.) - * - . – Rapport interne IRSID.
-
(5) - MOUSSY (F.), FRANÇOIS (P.) - Physique et mécanique de la mise en forme des métaux - École d’été d’Oléron, éditeurs Presses du CNRS, partie 7 : Formage et propriétés mécanique, chap. 3 ; Propriétés d’emploi des aciers à bas carbone pour tréfilage fin (1987).
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