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RÉSUMÉ
Les opérations métallurgiques menées hors du réacteur traditionnel d’aciérie sont qualifiées de secondaire. Effectués sous pression atmosphérique, avec ou sans chauffage, ou bien sous vide, les traitements sont souvent limités à une simple opération de désulfuration et de désoxydation. Le principe général consiste à mettre en contact intime par brassage un produit désulfurant avec le soufre contenu dans le métal liquide. Plus souvent utilisés, les procédés sous vide évitent une réoxydation de l’acier et permettent d’obtenir des rendements élevés, y compris pour l’addition d’éléments métalliques fortement oxydables.
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-
Jean-Marcel MASSON : Ingénieur civil des Mines - Professeur à l’École Supérieure de Fonderie et de Forge (ESFF) - Chef du département Experts scientifiques à CTIF (Centre de mise en forme des matériaux)
INTRODUCTION
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2. Procédés sous vide
2.1 Généralités
Les procédés sous vide sont souvent utilisés car ils permettent notamment :
-
d’isoler le métal liquide de l’oxygène de l’air, ce qui évite toute réoxydation de l’acier ;
-
d’obtenir des rendements élevés, y compris pour l’addition d’éléments métalliques fortement oxydables ;
-
de réduire les teneurs en gaz dissous, en particulier en azote, en hydrogène et oxygène. En effet, les teneurs en gaz dissous obéissent à la loi de Sieverts, et dépendent de la pression et des conditions de brassage qui règnent à l’intérieur de l’enceinte placée sous vide ;
-
de réduire la teneur en oxydes métalliques par formation de CO, réaction qui est d’autant plus efficace que la pression est faible :
MO + C Û M + CO -
de remplacer le carbone par le calcium, le cérium ou le magnésium qui présentent l’avantage de réduire les oxydes et de désulfurer le bain d’acier ;
-
d’éliminer par évaporation certains éléments gênants qui présentent de fortes pressions de vapeur : Pb, Zn, Mg, Bi, Sb, Mn, Sn, …
Les procédés sous vide sont très utiles pour contrôler avec précision la composition chimique des aciers et alliages, et en particulier de ceux qui contiennent des teneurs élevées en éléments très oxydables (Al, Ti, …) qu’il serait impossible d’élaborer à l’air. Au niveau de la propreté micrographique, on constate la disparition complète des inclusions de type D (oxydes) et de type C (silicates). Seules subsistent quelques rares inclusions de type B (alumines) et les sulfures.
L’absence de gaz dissous, d’éléments résiduels néfastes (Pb, Bi, …) ou d’inclusions non métalliques conduit à l’obtention d’un métal extrêmement pur, dont les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion sont très nettement améliorées.
Naturellement, les procédés mis en œuvre en métallurgie sous vide sont d’autant plus efficaces que la pression de travail est plus faible et que les opérations...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RIBOUD (P.V.), GATELLIER (C.) - New products: what should be done in secondary steelmaking? - (Adaptation de la métallurgie secondaire aux exigences des nouveaux produits). Conférence présentée au Congrès organisé par la « Metals Society » : « Secondary Steelmaking for product improvement », Londres, 23-24 oct. 1984.
-
(2) - CARLSSON (G.) - Future trends and technology forecasts in refining. A European View - . Scaninject VI, Luléa (Suède), 2-4 juin 1992. Proceedings, Part 1, pp. 19-50.
-
(3) - SHENG (D.-J.), KLEIMT (B.), HALLBERG (M.) - * - Proc. 6th Clean Steel Conference, Balatonfüred, Hungary, pp. 165-174 (2002).
-
(4) - CARUSO (V.), PIERAGOSTINI (F.), WALCHER (W.) - Tokoid Italy – Experience of secondary steelmaking by powder injection into the ladle - . First Scandinavian Lancers Meeting, Suède, janv. 1978.
-
(5) - LAVAREILLE (A. de), RAGUIN (J.), VAYSSIERE (P.), TRENTINI (B.) - Application en aciérie électrique de la technique IRSID d’insufflation de matières pulvérulentes - ....
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