Dans la production d’acier au four à arc électrique, la qualité des ferrailles influe directement sur la sécurité de la production, la stabilité du four, le rendement électrique et la qualité finale de l’acier. Les ferrailles humides, les ferrailles contenant des réfractaires, les ferrailles en conteneurs fermés et les ferrailles huileuses constituent les quatre catégories de ferrailles les plus dangereuses. Chacune d’elles présente des risques importants pouvant entraîner des explosions, des dommages matériels, des interruptions de production et une détérioration de la qualité de l’acier.
1. Ferraille humide : le matériau le plus dangereux dans la fabrication de l’acier au four à arc électrique
Les déchets humides ou mélangés à de la glace et de la neige peuvent facilement provoquer des explosions de vapeur lors du chargement. Lorsque l’eau s’évapore rapidement au contact de l’acier en fusion à haute température, une pression extrême se crée.
Principaux dangers liés aux déchets humides
- Une explosion de vapeur s’est produite lors du chargement, provoquant l’éjection violente de déchets et endommageant les panneaux refroidis à l’eau, le revêtement du four et les équipements environnants.
- Durée de vie des réfractaires réduite en raison d’un choc thermique explosif.
- Augmentation de la consommation d’énergie, car l’humidité absorbe de grandes quantités de chaleur lors de son évaporation.
- Une teneur plus élevée en hydrogène dans l’acier, ce qui affecte négativement ses propriétés mécaniques.
- Risques graves pour la sécurité, notamment lors de l’ajout de métal en fusion après le chargement de ferraille.
Dans certaines régions, des incidents fréquents surviennent durant les saisons pluvieuses ou neigeuses, lorsque les déchets ne peuvent être séchés correctement. Les explosions peuvent interrompre la charge, endommager les composants refroidis à l’eau, voire briser les vitres de la salle de contrôle.
Par conséquent, les déchets utilisés pour la fabrication de l’acier au four à arc électrique doivent rester secs et exempts d’eau, de glace ou de neige.
2. Déchets contenant des matériaux réfractaires : non conducteurs et difficiles à fondre
La plupart des matériaux réfractaires sont de très mauvais conducteurs. Lorsque des déchets contenant du réfractaire pénètrent dans le four, ils forment une inclusion non conductrice qui perturbe la formation de l’arc électrique.
Risques liés aux déchets contenant des matériaux réfractaires
- Rupture d’électrode due à l’instabilité de l’arc.
- Difficulté à amorcer l’arc, nécessitant une intervention manuelle.
- Temps de fusion prolongé, consommation d’énergie accrue.
- Risque d’obstruction du trou de taraudage en raison d’une fusion lente.
Les déchets typiques contenant des réfractaires comprennent
- Crâne en fer
- Déchets de répartiteur de coulée
- canaux et tuyaux de coulée de moule
- fer de tranchée
- Acier froid provenant de poches de coulée accidentelles
- Résidus au fond et à la bouche des louches
Ces déchets doivent être concassés et nettoyés pour éliminer les matériaux réfractaires avant le chargement du four.
3. Conteneurs fermés et déchets explosifs : strictement interdits
Tout objet scellé chauffé à l’intérieur d’un four à arc électrique présente un risque d’explosion extrême. La pression augmente instantanément avec la température.
Articles de ferraille dangereux typiques
- Réservoir de gaz liquéfié
- récipients sous pression
- Objets rouillés en forme de coquille ressemblant à des obus ou à des mines
- Déchets militaires (doivent être traités par des professionnels)
Exemple d’incident
Une usine a un jour mélangé une mine antichar gravement déformée à la ferraille. Lors de l’ajout ultérieur de métal en fusion, l’engin a violemment explosé. Des fragments de ferraille ont été projetés vers le haut, endommageant les conducteurs aériens et provoquant plusieurs heures d’interruption de production.
Tous les contenants scellés doivent être ouverts ou traités par un professionnel avant utilisation.
4. Déchets huileux et graisseux : source d’hydrogène et risque d’incendie
Les déchets contaminés par de l’huile, de la graisse, des lubrifiants ou des matières en caoutchouc présentent des risques majeurs.
Principaux dangers
- Augmentation de la teneur en hydrogène dans l’acier, les huiles se décomposant en hydrogène et en carbone à haute température.
- De grosses flammes se produisent lors du chargement, pouvant endommager les câbles de la grue et l’équipement de chargement des poches de coulée.
- Les incendies graves, en particulier en présence de matières combustibles en excès.
Les déchets huileux courants comprennent
- Tournage des copeaux
- réservoirs de carburant automobile
- Arbres ou composants lubrifiés
- Pneus en caoutchouc
Ces déchets doivent être nettoyés ou évités, notamment lors de la production d’aciers sensibles à l’hydrogène ou d’aciers de haute qualité.
Conclusion
La qualité des déchets métalliques est une exigence de sécurité fondamentale dans la production d’acier au four à arc électrique. Les déchets humides, les déchets contenant des matériaux réfractaires, les conteneurs fermés et les déchets huileux constituent quatre matériaux à haut risque qui doivent être rigoureusement contrôlés. La mise en place de procédures adéquates d’inspection, de nettoyage, de séchage et de préparation est essentielle pour garantir des opérations de production d’acier stables et sûres.
