Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Ce dossier décrit les procédés de conversion de la fonte en acier les plus utilisés dans le monde ainsi que les matières premières introduites dans les convertisseurs, depuis les enfournements apportant le fer jusqu'aux diverses additions nécessaires pour assurer une production d'acier de qualité. Un historique de l'évolution de ces techniques depuis leur origine permet de mieux appréhender les progrès des différentes technologies présentées. Puis, les aspects théoriques portant sur les réactions d'affinage et sur les processus de l'affinage sont présentés.
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This article describes the most widely used worldwide conversion processes of cast iron into steel, as well as the raw materials introduced into the converters, from the loading of steel into the furnace up to the various additions necessary in order to obtain quality steel production. The history of the evolution of these techniques from their origin allows for a better understanding of the advances of the various technologies presented. The theoretical aspects concerning the refining reactions and the refining processes are then presented.
Auteur(s)
-
Guy DENIER : Ingénieur ENSIC (Nancy) - Spécialiste Aciéries à l'IRSID puis chez Paul Wurth
INTRODUCTION
Les aciéries de conversion de la fonte en acier sont étudiées et décrites dans le présent dossier [M 7 650v2] ainsi que dans le fascicule suivant [M 7 651v2].
Dans ce dossier, nous décrirons tout d'abord les procédés de conversion les plus utilisés dans le monde ainsi que les matières premières introduites dans les convertisseurs, depuis les enfournements apportant le fer jusqu'aux diverses additions nécessaires pour assurer une production d'acier de qualité.
Un historique de l'évolution de ces techniques depuis leur origine permettra au lecteur de mieux appréhender les progrès des différentes technologies présentées.
Puis, nous aborderons les aspects théoriques portant sur les réactions d'affinage et sur les processus de l'affinage.
On trouvera, par ailleurs, en [Doc. M 7 650v2] l'évolution de la production annuelle d'acier brut dans le monde et en Chine, ainsi que la part des différents procédés de production.
La pratique des opérations, les équipements et autres informations concernant la conception et la construction des aciéries de conversion feront l'objet du dossier [M 7 651v2].
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1989 par Michel CAGNET
- Version archivée 2 de mars 1999 par Daniel MEYER
- Version courante de avr. 2018 par Guy DENIER
DOI (Digital Object Identifier)
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Procédés de production d'acier5. Conclusion
La production d'acier dans le monde, pratiquement nulle en 1860, a progressivement augmenté jusque vers 1980 pour atteindre 700 Mt par an. Cette croissance soutenue s'est faite dans les pays dits « industrialisés », occidentaux et pays de l'Est. Pendant les vingt années suivantes, il y a eu une stagnation de la production dans ces pays et une forte accélération en Chine. Depuis 2000, la progression s'est envolée en Chine et a repris légèrement dans le reste du monde. En 2007, la production annuelle mondiale a atteint 1 340 Mt, celle de la Chine 490 Mt.
Le procédé de conversion de la fonte en acier par soufflage d'air par le fond inventé par Bessemer et perfectionné par Thomas au début de la deuxième moitié du 19e siècle a été utilisé jusque vers 1960. Durant cette période d'un siècle, les convertisseurs étaient de petite taille et peu productifs ; la production d'acier par les procédés Bessemer et Thomas n'a vraisemblablement jamais dépassé 50 Mt par an.
La fin de la Seconde Guerre mondiale et, ensuite, la mise au point des procédés de conversion à l'oxygène pur – soufflage par le haut et injection par tuyères – ont déclenché un accroissement très rapide de la production d'acier. Dès 1980, la part de ces procédés dans la production mondiale d'acier représentait déjà 50 % ; elle a continué à progresser pour atteindre aujourd'hui 66 %. Le reste de la production est réalisé par les fours électriques à arc qui acceptent un enfournement de ferrailles plus important.
Dans les convertisseurs, l'enfournement métallique principal est la fonte : de 750 à 950 kg par tonne d'acier ; des variantes de ces procédés ont été développées pour augmenter, en cas de besoin, la consommation de ferrailles en favorisant l'oxydation des gaz de convertisseur in situ ou en apportant des éléments thermogènes.
La connaissance des processus et des réactions chimiques du convertisseur a beaucoup progressé depuis l'invention de la conversion à l'oxygène pur, ce qui a permis de développer les procédés d'affinage mixte et d'améliorer la qualité des aciers et les coûts de production.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
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CUI JIAN - SU TIANSEN - WANG ZHE - KONG LINGHANG - Development of oxygen steelmaking in China. - 5th European Oxygen Steelmaking Conference, EOSC 2006, Aachen (Allemagne), Session d'ouverture, 26-28 juin 2006.
ROESCH (L.) - Compte-rendu de la conférence « Steel gets together ». - Organisée par VAI, 26-27 juin 2002, Linz, Autriche. La Revue de Métallurgie, no 4, p. 365-375, 2 tabl., 10 fig., avr. 2003.
CRETON (B.) - État de la technique. Journées Sidérurgiques Internationales ATS. - 14-15 décembre 2006, Paris, France. La Revue de Métallurgie, no 1, p. 4-11, 18 fig., janv. 2007.
BESSEMER (H.) - An Autobiography. - Version html produite par Eric HUTTON (1996) [ http://www.history.rochester.edu/ehp-book/shb/]
MITCHELL (J.) - Bessemer Centenary Lecture - . Londres (Grande-Bretagne), bibl. (37 réf.), 15 mai 1956.
FRUEHAN (R.J.) - Overview of steelmaking processes and their development. The making, the shaping and treating of steel. 11th edition. - Steelmaking and Refining Volume, Chap. 1, 12 p.
CESSELIN (P.) - Les aciéries de conversion. - EDISID. Association technique de la sidérurgie française (ATS), 26 p., 13 janv. 1976.
WALLNER (F.) - FRITZ (E.) - 50 years of LD Steelmaking. - Steel gets together ; 50 years 1952-2002 ; VA Tech., Linz (Autriche), Présentation no 1, 8 p.,...
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