Aciérie électrique

1. Historique du four à arcs

2. Principe du four à arcs alimenté en courant alternatif

3. Description technologique du four à arcs

3.1 Parties mécaniques

3.2 Régulation d'électrodes

3.3 Description de la partie électrique

3.4 Protection contre les surtensions

4. Électrodes

5. Four à arcs actuel

5.1 Brûleurs oxyfuel

5.2 Insufflation d'oxygène. Emploi d'un laitier moussant

5.3 Préchauffage des ferrailles et réduction des temps de chargement

5.4 Économies d'énergie

6. Aciérie électrique

6.1 Conception de l'aciérie

6.2 Préparation des charges

6.3 Additions au four électrique

6.4 Décrassage

6.5 Disposition générale de l’aciérie

6.6 Captation des fumées

6.7 Performances

6.8 Frais d'investissement

7. Raccordement du four à arcs au réseau

7.1 Problème des perturbations

7.2 Amélioration du facteur de puissance

8. Four à arcs à courant continu ou four DC

9. Protection de l’environnement

Pour en savoir plus

Le four à arcs est essentiellement un outil de production d'acier liquide à partir de ferrailles, celles-ci pouvant être remplacées partiellement par de la fonte ou des minerais préréduits ([28) et § 6.71 et 6.72).

Il se compose d'une cuve d'acier garnie de réfractaires et l'énergie nécessaire est fournie par des arcs électriques jaillissant entre des électrodes en graphite et la charge.

L'affinage de l'acier fondu est réalisé par réaction du métal liquide avec un laitier à base de chaux. Le garnissage du four est donc basique (§ 3.122).

L'opération de fusion est souvent accompagnée, ou suivie, d'une opération de décarburation et de déphosphoration réalisée par addition de minerai de fer ou insufflation d'oxygène dans le bain.

La décarburation doit amener le bain à la teneur en carbone désirée et, grâce au dégagement d'oxyde de carbone produit, elle facilite l'élimination des gaz dissous.

La déphosphoration est obtenue par oxydation du phosphore et combinaison du P2O5 obtenu avec la chaux du laitier.

Après élimination totale ou partielle (par débordement au-dessus du seuil de la porte) du laitier suroxydé et phosphoreux obtenu, le métal peut être soit coulé en poche pour affinage, soit préaffiné au four avec des désoxydants puissants, comme le silicium ou l'aluminium, sous un laitier basique riche en chaux (marche dite à deux laitiers). Des éléments d'alliage peuvent également être ajoutés. Le réglage précis de la température du métal à la coulée du four en poche est un des points clefs pour la fabrication d'acier de qualité. Selon les nuances d 'acier et les opérations prévues en poche, les températures visées au four, ava nt coulée, peuvent varier de 1550 à 1750 °C (cf. chapitres spécialisés de la rubrique Sidérurgie de ce traité).

Marche acide : le four à arcs peut cependant être utilisé avec un garnissage acide lorsque, compte tenu des matières premières utilisées et des spécifications demandées, la déphosphoration et la désulfuration du métal ne sont pas nécessaires. Cette technique est utilisée dans certaines fonderies de fonte et d'acier et le four à arcs est alors uniquement un instrument de fusion.

Les débits de gaz sont exprimés en mètres cubes mesurés dans les conditions normales de température et de pression (0 °C et 1,013 - 10 5Pa ).

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