Aciérie électrique

La matière première des aciéries électriques est constituée de ferrailles de récupération de diverses origines :

Tas de ferrailles compactées à l'installation de Central European Waste Management.

• chutes des industries de transformation (notamment industrie automobile)
• copeaux de fraisage
• biens de consommation usagés (appareils électroménagers, voitures mises à la casse)
• acier de construction provenant de la démolition de bâtiments
• cendres métalliques de centrales d'incinération, triées à l'aimant
• etc.

La qualité des ferrailles utilisées est déterminante pour la qualité de l'acier fabriqué. En effet, les diverses impuretés qu'elles contiennent sont susceptibles de modifier les caractéristiques des produits finaux. On surveille particulièrement la teneur en cuivre, en nickel, en chrome et en vanadium, dans la mesure où ces éléments s'oxydent moins facilement que le fer et ne peuvent donc pas être brûlés dans le four par les lances à oxygène.

Dans les parcs à ferraille, il faut également ouvrir l'œil à la recherche des récipients creux (risque d'explosion), de béton (risque de casse des électrodes), d'huiles, de graisses et de zinc (risque de pollution), et vérifier que les charges préparées ne sont pas trop humides (risque d'explosion là encore).

Les ferrailles sont chargées dans un four avec de la chaux puis fondues à l'aide d'un très puissant arc électrique formé entre trois électrodes en graphite. La température au sein de l'arc atteint plusieurs milliers de degrés, de manière à atteindre la fusion du fer. Pour homogénéiser le mélange et accélérer la fusion, des sources d'énergie d'appoint sont utilisées, comme des brûleurs intégrés dans les parois du four ou des lances à oxygène.

Pendant cette première étape, on procède à ce qu'on appelle la métallurgie primaire, c'est-à-dire qu'on se débarrasse des éléments indésirables contenus dans les ferrailles, et qu'on procède à un premier ajustement de la teneur du bain en carbone et autres éléments souhaités.

Ainsi, sous l'action de l'oxygène, les différentes impuretés présentes dans le bain forment des oxydes puis se lient avec la chaux qui avait été introduite dans le four. Ces composés, plus légers que l'acier, surnagent au-dessus du bain et forment ce qu'on appelle le laitier.

Une fois la totalité des ferrailles fondues, l'acier liquide est transféré dans une poche, dans laquelle ses propriétés (température, composition) seront ajustées avant la coulée. Ces étapes et celles ultérieures sont en fait tout à fait similaires pour la filière fonte et la filière électrique, et la description peut en être trouvée dans l'article sur l'aciérie et la fabrication de l'acier.

Dans les années 1960, apparait dans la province de Brescia, au nord de l'Italie, un nouveau type d'aciérie compacte combinant la fusion de ferrailles au four électrique avec les coulées continues de billettes. La production consiste en des produits longs de petites section en nuances courantes (ronds à béton, fers marchands, fils,…). Le four électrique y est amené à de hautes performances et la coulée continue est une machine entièrement courbe, modulaire, dépouillée au maximum, coulant à grande vitesse, avec une production visée de 25 000 t par ligne et par an[1].