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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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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].
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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
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Physico-chimie de l'affinageArticle inclus dans l'offre
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3. Matières premières
L'enfournement des convertisseurs comprend des matières métalliques (fonte, ferrailles, boulettes ou briquettes de fer préréduit, poussières briquetées), des additions servant à former le laitier (chaux, dolomie, spath) et des additions servant à régler la température du bain (minerai, ferraille de refroidissement, agents thermogènes).
3.1 Fonte
La composition des fontes traitées dans les aciéries à l'oxygène varie considérablement d'une usine à l'autre (tableau 2), suivant les analyses des minerais, du charbon et du coke utilisés, et selon la doctrine appliquée par l'usine pour optimiser les prix de revient des aciers qu'elle doit produire [34] [35].
Au début de l'utilisation du procédé LD, les aciéristes utilisaient des fontes à haute teneur en silicium (0,8 % en Europe, 1,2 % aux États-Unis et même 1,8 % au Canada) dans l'idée d'augmenter la proportion de ferrailles dans la charge, celles-ci coûtant moins cher que la fonte. Diverses raisons ont conduit à diminuer la teneur moyenne en silicium : difficultés de soufflage, augmentation du prix des ferrailles, diminution de la quantité disponible de ferrailles à faible teneur en éléments résiduels, consommation élevée de coke au haut-fourneau. Ainsi, en Europe, en 2005, la teneur moyenne en silicium allait de 0,30 à 0,73 % dans les aciéries de dix pays européens. Au Japon, depuis quelques années, la fonte est prétraitée (désiliciation, déphosphoration), avant enfournement au convertisseur pour ne produire qu'un minimum de laitier (low-slag-process : 20 kg de laitier par tonne d'acier liquide) et améliorer ainsi le rendement en fer et en manganèse de l'opération [56]. Il faut remarquer que, lors d'un démarrage de haut-fourneau, il est fréquent que la teneur en silicium atteigne des valeurs très supérieures aux valeurs moyennes (1 % et plus).
La...
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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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