La ferraille est l’une des matières premières les plus précieuses et les plus importantes de l’industrie sidérurgique. Sa faible teneur en éléments nocifs tels que le soufre et le phosphore permet de réduire le temps de fusion et la consommation de fer et de matières auxiliaires. Avec le développement industriel, la production de ferraille industrielle est en constante augmentation. Afin d’optimiser cette ressource, les pays du monde entier s’efforcent d’augmenter la part de ferraille dans la production d’acier au four électrique. La ferraille représente environ 70 à 80 % de la production totale d’acier. Elle est ainsi devenue la principale charge de production d’acier au four électrique.
Origine et classification de la ferraille
Les sources de ferraille sont principalement les ferrailles retournées, les ferrailles démontées, les chutes et les déchets de ferraille de l’industrie de transformation, etc.
- Les ferrailles de récupération constituent une charge de haute qualité. Elles sont produites lors de la fabrication de l’acier, de l’acier au laitier, du forgeage ou de la finition. Elles peuvent être utilisées sous forme de longueurs courtes, de lingots usagés, de canaux de coulée, de résidus d’injection et d’acier au laitier dans l’atelier de fabrication de l’acier, ou de têtes et queues de coupe et autres déchets dans l’atelier de forge. Le traitement et la préparation des ferrailles de récupération sont réduits, et elles sont classées et groupées selon la quantité d’éléments et leur composition, ce qui permet de les réutiliser au four à tout moment et en tout lieu. Pour les producteurs d’acier au four, l’utilisation des ferrailles de récupération présente un intérêt économique considérable. En effet, leur utilisation comme charge de four peut être réalisée par fusion sans oxydation ou par soufflage arrière, ce qui permet non seulement de récupérer une grande quantité d’éléments d’alliage précieux, mais aussi de réduire les coûts, de raccourcir les temps de fusion et d’améliorer la productivité des fours électriques.
- Les ferrailles issues du démantèlement de vieilles machines, voitures, navires, rails et éléments de construction, armes et outils usagés, etc., sont appelées ferrailles de démantèlement. Plus l’industrie est développée dans un pays ou une région, plus la part des ferrailles de démantèlement dans le volume total d’acier est importante. Cependant, leur cycle de retour est plus long et il faut souvent beaucoup de temps, voire des décennies, pour les réutiliser.
- Dans le processus de fabrication de produits en acier, divers déchets, tournures et têtes de matériaux sont également l’une des principales sources de déchets.
- Les déchets sont principalement recyclés à partir de canettes et de matériaux minces contenus dans les déchets urbains, qui contiennent beaucoup de Sn ou de Zn ; ils doivent être séparés avant utilisation.
La ferraille peut être grossièrement divisée en ferraille lourde, ferraille moyenne, petite ferraille, ferraille légère, acier de laitier et tournures en fonction de sa forme, de sa taille et des exigences relatives à sa composition et à sa densité.
Exigences générales relatives aux ferrailles utilisées dans la fabrication de l’acier au four électrique
- Les ferrailles utilisées dans la fabrication de l’acier au four électrique ne peuvent pas être gravement corrodées ou contenir trop de rouille, sinon le poids du métal en fusion ne peut pas être déterminé avec précision, et le poids inexact de l’acier en fusion affectera le contrôle précis de la composition chimique pendant le processus de fusion ; pendant la coulée, en raison du poids insuffisant de l’acier en fusion, il est facile de provoquer des ferrailles de courte longueur ; lors de la fusion avec des non-oxydants, il est facile d’augmenter la perte de combustion des éléments d’alliage.
- Il faut essayer d’éviter que la ferraille soit tachée de boue, de scories et mélangée avec du caoutchouc, de l’os, de l’émail, des matériaux réfractaires, des blocs de béton, etc. La teneur en scories de l’acier au laitier ne doit pas être supérieure à 15 % en volume, car leur présence réduira la conductivité de la charge.
- Les ferrailles ne doivent pas être mélangées à des métaux non ferreux tels que le cuivre, le plomb, le zinc et l’étain. Le zinc a un point de fusion bas et est très volatil. Son produit d’oxydation, l’oxyde de zinc, corrode le matériau réfractaire du couvercle du four, en particulier celui en briques de silice. Le plomb a un point de fusion plus bas, une densité élevée et est volatil. Il est difficile à dissoudre dans l’acier. Par conséquent, si la charge est mélangée au plomb, elle peut non seulement empoisonner et polluer l’air, mais aussi facilement détruire le fond du four.
- Le cuivre et l’étain rendent l’acier chaud et cassant.
Traitement de la ferraille
À l’exception des ferrailles retournées, les ferrailles sont généralement sales. Non seulement leur surface est tachée de boue, de glace et de neige, mais elles sont également mélangées à de nombreux éléments nocifs et non métalliques. Leur forme, leur taille et leur densité sont également très irrégulières, ce qui complique leur transport, leur stockage, leur chargement, leur fusion, etc. Afin de résoudre ces problèmes, il est nécessaire d’adopter différentes méthodes de prétraitement.
Le prétraitement des ferrailles est également une tâche très complexe et importante. De nombreuses grandes aciéries spéciales disposent d’ateliers et d’équipements spécifiques pour cette opération. Les ferrailles lourdes sont concassées par découpage, cisaillage à froid, martelage et grenaillage. Les matériaux légers et fins sont emballés et briquetés après tri et élimination des impuretés. Les déblais sont compactés par tonnelage ou briquetage à froid ou à chaud. De plus, divers déchets d’armes, de canons et d’obus doivent être manipulés avec précaution : les mèches, les amorces et les munitions non explosées doivent être éliminés. Certains matériaux de four spéciaux importants doivent également être décapés pour éliminer l’oxyde de fer et les impuretés de surface.
