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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
DOI (Digital Object Identifier)
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4. Physico-chimie de l'affinage
Les réactions chimiques à l'intérieur du convertisseur, pendant l'affinage, sont complexes et souvent très rapides. La complexité du système provient de la multiplicité des phases : solides pour les ferrailles et les fondants, liquides pour le métal et le laitier, gazeuse. Tout au long du soufflage d'oxygène, la proportion, l'analyse et la température de chaque phase évoluent. Très peu de mesures des paramètres caractérisant l'évolution du système sont possibles durant l'affinage. Ce n'est donc que par des analyses a posteriori, des simulations en laboratoire, l'observation des effets d'une variation des paramètres de l'opération et la connaissance des mécanismes élémentaires de ces réactions, que l'on a pu comprendre, au moins partiellement, les phénomènes mis en jeu. Cependant, leur description quantitative complète continue à faire l'objet d'études.
4.1 Réactions d'affinage
On rappellera simplement ici les principales réactions se produisant lors de l'affinage. Le lecteur qui souhaite approfondir le sujet pourra se reporter dans les Techniques de l'ingénieur, base documentaire « Élaboration et recyclage des métaux », aux articles consacrés aux données thermiques et thermodynamiques en sidérurgie[58] [59], aux publications des actes des congrès internationaux sur la sidérurgie ou, plus spécialement à ceux concernant l'aciérie de conversion, à l'ouvrage « BOF Steelmaking » de l'AIME [42] et à l'ouvrage « The Making, Shaping and Treating of Steel » [43].
Les réactions chimiques écrites dans ce paragraphe ne sont que les réactions globales représentant l'évolution d'un état initial à un état final. Les mécanismes...
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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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