Fabrication de l'acier

 

Fer, fonte, acier, ne pas confondre. Le fer, élément chimique de base, est le constituant principal de la fonte et de l'acier.

Ce sont 3 produits différents, dont la différence s'explique par leur teneur en carbone.

Le fer est un matériau mou et malléable, à tenir infime en carbone.

L'acier a une teneur en carbone pouvant varier entre 0,03% et 2% maximum, à la fois malléable et résistant. Par exemple, un acier composé de fer à 75%, d'un peu de carbone, de 17% de chrome et de 8% de nickel donnera un acier allié résistant à la corrosion, c'est à dire inoxydable. Cet acier est plus connu sous le nom d'inox.

La fonte, avec une teneur élevée en carbone (de 2% jusqu'à 6%), existe en plusieurs qualités. On la trouve malléable et ductile, mais aussi très dure et résistante. Elle se met en forme par moulage de la fonte liquide.

1ère étape: des matières premières à l'acier liquide.

Les ferrailles provenant principalement des récupérateurs, mais aussi des chutes d'acier ou de fonte récupérées chez les sidérurgistes, sont préparées pour pouvoir être enfournée. Grâce à des électrodes produisant de puissants arcs électriques, les ferrailles et des additions de métaux sont fondues. Ensuite il faut ajuster la composition chimique de l'acier pour l'adapter à sa nouvelle destination, en additionnant par exemple des éléments d'alliage ou en faisant subir à l'acier liquide divers traitement de purification ou d'homogénéisation.  

2ème étape: de l'acier liquide au demi-produits.

L'acier liquide est recueilli dans une poche métallique garnie de réfractaires et transporté jusqu'au lieu de coulée se trouvant dans l'aciérie. La coulée continue est le principal procédé utilisé maintenant et supplante depuis quelques années la coulée en lingots en raison des gains de matière et de productivité. L'acier liquide est coulé dans une lingotière en cuivre de section carrée ou rectangulaire. Le métal commence à former une peau solide dans la lingotière violemment refroidie à l'eau. Tiré vers le bas par un jeu de rouleaux, il achève de se solidifier. A la base de cette installation, on extrait une barre solide qui est découpée en tronçons de la longueur désirée. Les demi-produits sont ensuite réchauffés dans des fours avant de passer à l'étape suivante.

3ème étape: le laminage des demi-produits.

 

Cette transformation s'effectue principalement à chaud et consiste à écraser et étirer le métal pour lui donner les dimensions et formes souhaitées: plaques épaisses et tôles minces en feuilles ou bobines forment la famille des "produits plats", rails, poutrelles, fils ou barres de différentes section composent la famille des "produits longs".

Le principe est simple: le métal chaud est écrasé et entraîné entre deux cylindres tournant en sens inverse l'un de l'autre. Des cylindres lisses seront employés pour obtenir des produits plats, des cylindres à cannelures pour les produits longs. En répétant plusieurs fois cette opération, on obtient un produit de plus en plus mince et de plus en plus long, jusqu'à la forme souhaitée.

Ensuite, une part importante de ces produits laminés à chaud, subiront un laminage à froid pour en réduire encore l'épaisseur avant une éventuelle transformation finale: opération de recuit pour donner au métal des qualités de souplesse, revêtement d'une couche de métal pour protéger l'acier contre l'oxydation: zinc (tôle galvanisée) ou étain (fer blanc). Ces tôles peuvent en outre être laquées ou plastifiées.

Où va l'acier?

Les grands utilisateurs d'acier sont les industries du bâtiment et des ouvrages d'art, l'automobile et les transports en général, la construction mécanique, les industries d'emballage, etc...

Document réalisé d'après une brochure éditée par la Fédération Française de l'Acier - 19, Le Parvis - Cedex 35 - 92072 Paris La Défense.