Le four électrique

Le réacteur lui même est une cuve de forme cylindrique en acier, garnie dans la partie basse de matériaux réfractaires (la sole destinée à contenir le métal liquide) et dans la partie haute de panneaux refroidis à l’eau. Cette cuve est fermée par une voûte éclipsable refroidie à l’eau.

Dans la voûte sont aménagés divers passages pour les électrodes, l’aspiration des fumées, etc. L’énergie électrique est amenée par des électrodes en graphite qui plongent dans la cuve.

Dès le panier chargé, la puissance électrique est appliquée pour fondre la charge. Tant qu’il demeure de la ferraille le long des parois de la cuve, on applique la puissance électrique maximale.

Dans le même temps, de l’oxygène est injecté par lances et des brûleurs ont pour mission de dégager les points froids.

Moussage de laitier par injection de carbone et d’oxygène

Dès qu’une quantité suffisante de bain liquide et de laitier est obtenue, une injection de carbone et d’oxygène est pratiquée dans le bain afin de faire mousser le laitier. Ce moussage de laitier a une double fonction :

  • Permettre le maintien le plus longtemps possible de la haute puissance en masquant le rayonnement de l’arc électrique vers les parois et éviter leur endommagement.
  • Fournir un vecteur de transfert thermique efficace (l’émulsion du laitier surchauffé) de la zone d’arc vers les ferrailles non fondues et le bain métallique.

L’injection d’oxygène dans le bain s’accompagne de la décarburation de celui-ci et de sa déphosphoration (grâce à la chaux mise en charge).

La température de coulée atteinte (on vise généralement une température de l’ordre de 1670°C), la charge liquide est basculée en poche sous le four.

Le trou de coulée a un dessin spécifique (trou de coulée excentré) visant à minimiser la quantité de laitier du four passant en poche avec le métal (le laitier de four électrique étant riche en phosphore entraîne un risque de rephosphoration en métallurgie secondaire, si son volume passé en poche est trop important).
La composition de l’acier liquide en fin d’opération est fonction de la nuance à réaliser.
En règle générale, le niveau de carbone visé est compris entre 0.100% à 0.050%.

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