Aciérie électrique

Cet article est lié aux composés du fer et du carbone

Fer Carbone

Phases

Austénite Bainite Carbure de fer Cémentite Ferrite Graphite Lédéburite Martensite Perlite

Acier

Acier Corten Acier duplex Acier électrique Acier galvanisé Acier inoxydable Acier maraging Acier rapide Désignation normalisée

Autre produits ferreux

Fonte Fer puddlé Fer forgé

Cette boîte : voir • disc. • mod.

Dans une aciérie électrique, l'acier est produit à partir de ferrailles de récupération fondues grâce à l'énergie électrique, contrairement à la filière fonte (haut fourneau - convertisseur) dans laquelle il est produit à partir de minerai de fer.

Ferrailles de récupération

La matière première des aciéries électriques est constituée de ferrailles de récupération de diverses origines :

Tas de ferrailles compactées à l'installation de Central European Waste Management.

• chutes des industries de transformation (notamment industrie automobile)
• copeaux de fraisage
• biens de consommation usagés (appareils électroménagers, voitures mises à la casse)
• acier de construction provenant de la démolition de bâtiments
• cendres métalliques de centrales d'incinération, triées à l'aimant
• etc.

La qualité des ferrailles utilisées est déterminante pour la qualité de l'acier fabriqué. En effet, les diverses impuretés qu'elles contiennent sont susceptibles de modifier les caractéristiques des produits finaux. On surveille particulièrement la teneur en cuivre, en nickel, en chrome et en vanadium, dans la mesure où ces éléments s'oxydent moins facilement que le fer et ne peuvent donc pas être brûlés dans le four par les lances à oxygène.

Dans les parcs à ferraille, il faut également ouvrir l'œil à la recherche des récipients creux (risque d'explosion), de béton (risque de casse des électrodes), d'huiles, de graisses et de zinc (risque de pollution), et vérifier que les charges préparées ne sont pas trop humides (risque d'explosion là encore).

Four électrique

Voir Four à arc électrique

Les ferrailles sont chargées dans un four avec de la chaux puis fondues à l'aide d'un très puissant arc électrique formé entre trois électrodes en graphite. La température au sein de l'arc atteint plusieurs milliers de degrés, de manière à atteindre la fusion du fer. Pour homogénéiser le mélange et accélérer la fusion, des sources d'énergie d'appoint sont utilisées, comme des brûleurs intégrés dans les parois du four ou des lances à oxygène.

Pendant cette première étape, on procède à ce qu'on appelle la métallurgie primaire, c'est-à-dire qu'on se débarrasse des éléments indésirables contenus dans les ferrailles, et qu'on procède à un premier ajustement de la teneur du bain en carbone et autres éléments souhaités.

Ainsi, sous l'action de l'oxygène, les différentes impuretés présentes dans le bain forment des oxydes puis se lient avec la chaux qui avait été introduite dans le four. Ces composés, plus légers que l'acier, surnagent au-dessus du bain et forment ce qu'on appelle le laitier.

Suite de la fabrication

Une fois la totalité des ferrailles fondues, l'acier liquide est transféré dans une poche, dans laquelle ses propriétés (température, composition) seront ajustées avant la coulée. Ces étapes et celles ultérieures sont en fait tout à fait similaires pour la filière fonte et la filière électrique, et la description peut en être trouvée dans l'article sur l'aciérie et la fabrication de l'acier.

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