Sidérurgie
L’acier est utilisé dans bon nombre de secteurs d’activités tels que l’automobile, la construction, l’emballage, l’électroménager… La production de l’acier nécessite minerai de fer, charbon, chaux et ferro-alliages. La production annuelle d’acier correspond à plus de 700 milliards de tonnes.
Comment fabrique-t-on de l’acier ?
Fabrication du coke (ou cokerie)
Le coke est produit à partir du charbon dans un four à l’abri de l’air. Le coke consiste en un matériau contenant du carbone pratiquement pur associé à des teneurs moindres en élément minéraux. Il sera notamment utilisé comme combustible dans les hauts fourneaux, pour obtenir de la fonte qui sera par la suite transformée en acier.
La fabrication de coke s’accompagne de l’émission de certains gaz (hydrogène, méthane, acétylène, éthylène, oxydes de carbone).
Haut fourneau
On extrait ici le fer de son minerai.
Minerai et coke solides sont enfournés par le haut, par le gueulard. L’air chaud à 1 200 °C, insufflé dans le creuset, provoque la combustion du coke. L’oxyde de carbone ainsi formé va oxyder les oxydes de fer (autrement dit prendre leur oxygène et isoler ainsi le fer) puis va descendre le long du fourneau pour se transformer en fonte.
À la sortie du haut-fourneau, les résidus, appelés laitier, flotteront au-dessus de la fonte et seront récupérés et utilisés dans d’autres secteurs industriels (cimenterie…).
Les gaz de hauts fourneaux seront acheminés par gazoducs. Le risque explosible doit être mesuré (Détection recommandée par la DREAL).
L’affinage
Cette étape va permettre d’ôter les derniers éléments indésirables, comme le phosphore ou le soufre.
Aciérie
Cette étape permet la conversion de la fonte en acier : la fonte en fusion est versée sur un lit de ferraille et les éléments indésirables (hydrogène sulfuré, ammoniac…) contenus dans la fonte sont brûlés en insufflant de l’oxygène pur, qui formera du monoxyde de carbone et produira de la chaleur.
On obtient de l’acier liquide sauvage, encore imparfait, qui sera ensuite affiné pour enlever toutes les impuretés restantes.
Lorsque la teneur en carbone du bain de fusion est au niveau désiré, les éléments d’alliage sont ajoutés et l’acier liquide est versé dans une poche de coulée préchauffée.
Le gaz aciérie est composé de 75 % de CO et de 3 % d’hydrogène.
Coulée continue ou en lingots
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 et coupé aux longueurs voulues.
Laminoir
Le laminage a pour but de mettre en forme le matériau.