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L'acier
liquide est élaboré à partir du minerai (filière fonte) ou à partir
de ferrailles (filière électrique).
Ensuite, l'acier liquide est solidifié par moulage dans une machine
de coulée continue.
A la sortie, on obtient les DEMI-PRODUITS : des barres de section rectangulaire
(brames) ou carrée (blooms ou billettes), qui sont les ébauches des
formes finales.
Enfin, les ébauches sont transformées en PRODUITS FINIS par laminage,
dont certains subissent un traitement thermique. Plus de la moitié des
tôles laminées à chaud sont relaminées à froid et éventuellement revêtues
d'une protection anti-corrosion.
Schéma
du processus à Liège:
> le chaud
> le froid
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Agglomération
Le minerai de fer est préparé : broyé et calibré en grains qui s'agglomèrent
(= s'agglutinent) entre eux. L'aggloméré obtenu est concassé puis chargé
dans le haut fourneau avec du coke. Le coke est un combustible puissant,
résidu solide de la distillation de la houille (variété de charbon très
riche en carbone).
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Haut-fourneau
On extrait le fer de son minerai. Minerai et coke solides sont enfournés
par le haut. L'air chaud (1200 °C) insufflé à la base provoque la combustion
du coke (carbone presque pur). L'oxyde de carbone ainsi formé va "réduire"
les oxydes de fer, c'est-à-dire leur prendre leur oxygène et, de ce
fait, isoler le fer. La chaleur dégagée par la combustion fait fondre
fer et gangue en une masse liquide où la gangue, de densité moindre,
flotte sur un mélange à base de fer, appelé "fonte". Les résidus formés
par la gangue fondue (laitiers) sont exploités par d'autres industries
: construction de routes, cimenterie,...
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Cokerie
Le coke est un combustible obtenu par distillation (gazéification
des composants indésirables) de la houille dans le four de la cokerie.
Le coke est du carbone presque pur doté d'une structure poreuse et résistante
à l'écrasement. En brûlant dans le haut fourneau, le coke apporte la
chaleur nécessaire à la fusion du minerai et les gaz nécessaires à sa
réduction.
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Convertisseur
On y convertit la fonte en acier. La fonte en fusion est versée sur
un lit de ferraille. On brûle les éléments indésirables (carbone et
résidus) contenus dans la fonte en insufflant de l'oxygène pur. On récupère
les résidus (laitier d'aciérie). On obtient de l'acier liquide "sauvage",
qui est versé dans une poche. Il est appelé acier sauvage, car, à ce
stade, il est encore imparfait.
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Four électrique
La matière première enfournée peut aller du matériau brut (par exemple
des pièces de machine) dûment sélectionné, jusqu'à la ferraille livrée
préparée, triée, broyée, calibrée, avec une teneur minimale en fer de
92 %. On fond les ferrailles dans un four électrique.
L'ACIER LIQUIDE obtenu est ensuite soumis aux mêmes opérations d'affinage
et de mise à nuance que dans la filière fonte. Les ferrailles proviennent
des emballages jetés, des bâtiments, machines et véhicules démontés,
des chutes de fonte ou d'acier récupérés dans la sidérurgie ou chez
ses clients transformateurs.
Chaque nuance d'acier nécessite un choix rigoureux de la matière première,
en fonction notamment des «pollutions» que peut représenter, pour cette
nuance précise, tel métal ou autre minuerai contenu dans les ferrailles.
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Station d'affinage
Affinage (décarburation) et additions chimiques Les opérations ont
lieu dans un récipient sous vide, l'acier étant mis en rotation entre
poche et récipient à l'aide d'un gaz neutre (argon).
On insuffle de l'oxygène pour activer la décarburation et réchauffer
le métal. Ce procédé permet une grande précision dans l'ajustement de
la composition chimique de l'acier ("mise à nuance").
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Coulée continue
Moulage d'ébauches (demi-produits). L'acier en fusion s'écoule en continu
dans un moule sans fond. En traversant ce moule, il commence à se solidifier
au contact des parois refroidies à l'eau. Le métal moulé descend, guidé
par un jeu de rouleaux, et continue de se refroidir. Arrivé à la sortie,
il est solidifié à coeur. Il est immédiatement coupé aux longueurs voulues.
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Laminoir à chaud
La brame est réchauffée dans un four pour rendre le métal plus malléable,
donc plus facile à étirer et à mettre en forme. L'ébauche est ensuite
amincie par écrasements progressifs entre les cylindres du laminoir.
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