La transformation de la fonte brute en acier constitue une étape fondamentale de la sidérurgie. Ce processus, appelé élaboration de l'acier, repose principalement sur deux grandes méthodes industrielles : le procédé à l'oxygène basique (BOP) et le procédé au four à arc électrique (EAF). Chacune présente des avantages spécifiques selon la qualité des matières premières disponibles et les objectifs de production.
Le procédé à l'oxygène basique (BOP)
Le procédé à l'oxygène basique est aujourd'hui la méthode la plus répandue dans le monde pour produire de l'acier neuf. Il consiste à injecter un puissant jet d'oxygène pur dans la fonte liquide contenue dans un convertisseur, généralement un convertisseur en forme de poire.
L'oxygène réagit avec les impuretés présentes dans la fonte — notamment le carbone, le silicium et le manganèse — provoquant leur oxydation. Cette réaction exothermique génère une chaleur considérable qui entretient la fusion du métal. Les impuretés oxydées forment alors un laitier, une masse visqueuse qui flotte à la surface du bain métallique.
Une fois la réaction achevée, le laitier est éliminé du convertisseur, ne laissant que l'acier liquide, dont la teneur en carbone a été réduite au niveau souhaité.
Le procédé au four à arc électrique (EAF)
Le four à arc électrique fonctionne selon un principe différent : il utilise l'énergie électrique pour fondre la charge métallique, composée essentiellement de ferrailles recyclées et parfois de fonte brute.
À l'intérieur du four, un courant électrique intense crée un arc entre des électrodes en graphite et le métal, générant des températures pouvant dépasser 1 800 °C. La chaleur ainsi produite fait fondre la matière, tandis qu'un laitier se forme à la surface pour capter les impuretés. Après affinage, le laitier est retiré et l'acier liquide est prêt pour la coulée.
Ce procédé présente un intérêt écologique majeur : il valorise le recyclage de l'acier et consomme moins de ressources naturelles vierges.
Comparaison entre le BOP et l'EAF
Chaque méthode possède ses forces et ses limites :
- Le procédé BOP offre une productivité supérieure et une meilleure efficacité thermique, mais il exige des matières premières de haute qualité, principalement de la fonte issue du haut-fourneau.
- Le procédé EAF se révèle plus polyvalent : il permet de fondre une grande variété de matériaux, en particulier la ferraille recyclée, ce qui le rend idéal pour les mini-aciéries et les régions disposant d'abondantes ressources de recyclage.
Les traitements postérieurs à l'élaboration
Une fois l'acier liquide obtenu, celui-ci subit généralement une série de transformations destinées à améliorer ses propriétés mécaniques et à l'adapter aux usages finaux :
- Le laminage, qui façonne l'acier en plaques, tôles, barres ou profilés ;
- Le forgeage, qui confère au métal une structure interne plus dense et résistante ;
- Les traitements thermiques (trempe, revenu, recuit), qui ajustent la dureté, la résistance et la ductilité du matériau.
Ces étapes permettent d'obtenir une large gamme de produits sidérurgiques adaptés à des applications variées, allant de la construction et l'automobile à l'aéronautique et l'industrie mécanique.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/building-materials-supplies/1007134485.html