Un four à arc électrique est un four à haute température qui utilise des arcs électriques à haute tension pour produire de l'acier. Ces fours constituent l'équipement central des « mini-aciéries » (minimills), qui recyclent la ferraille de fer et d'acier en nouveaux produits sidérurgiques. Inventé en France en 1907, le four à arc électrique fut adopté peu après aux États-Unis. En 2010, environ la moitié de l'acier produit aux États-Unis était fabriquée dans ce type de four.
Principe de fonctionnement
Un four à arc électrique est essentiellement une immense cuve tapissée de matériaux réfractaires céramiques résistants à la chaleur. Il est équipé d'un couvercle refroidi à l'eau, qui se soulève pour permettre le chargement de la ferraille. Ce couvercle porte également les trois électrodes en graphite qui créent l'arc électrique nécessaire à la fusion de la ferraille en nouvel acier. De puissantes lignes électriques alimentent l'installation. Une fois le four chargé, le couvercle est abaissé et verrouillé hermétiquement, puis les électrodes sont descendues dans la ferraille. Lorsque le courant est injecté, l'électricité jaillit des deux électrodes sous tension vers l'acier, puis le traverse jusqu'à l'électrode neutre reliée à la terre. La chaleur directe et rayonnante des arcs électriques fait alors fondre la ferraille.
Poursuite du processus
Pour obtenir une chaleur supplémentaire, les sidérurgistes injectent du charbon pulvérisé et de l'oxygène afin de compléter la chaleur électrique. Environ 35 % de la chaleur produite dans un four à arc électrique provient de cette injection de combustible et d'oxygène. Cet apport d'énergie additionnelle est contrôlé avec précision afin de garantir que la teneur en carbone de l'acier fini corresponde au niveau requis pour les produits qui en seront fabriqués.
L'acier fini
Tout au long du processus de fusion, le sidérurgiste surveille la température du four et prélève régulièrement des échantillons du bain fondu pour vérifier l'avancement de l'opération. Lorsque l'acier est prêt, le métal liquide est soutiré du four dans un récipient appelé « poche de coulée », qui transporte l'acier fondu vers une installation voisine, où il sera moulé ou forgé pour devenir des produits finis. Un four à arc électrique travaille très rapidement : il peut fondre une charge complète d'acier en à peine une heure.
Avantages et inconvénients
Les fours à arc électrique présentent plusieurs atouts pour la production d'acier. Ils offrent un contrôle précis de la température et de l'atmosphère interne du four. Comme ils utilisent de la ferraille comme matière première, ils s'avèrent plus économiques que les autres procédés sidérurgiques. Ils permettent également de produire de manière rentable des lots d'acier aussi réduits qu'une tonne. En revanche, ces fours ne peuvent pas être implantés n'importe où : le procédé est bruyant et exige l'accès à une grande quantité d'électricité bon marché, une desserte routière ou ferroviaire pour assurer un approvisionnement régulier en ferraille, ainsi qu'un espace suffisant pour installer une aciérie capable de traiter la production du four.
Source : https://jardin.98905.com/home-repair-maintenance/heating-cooling-repair/1007073013.html