L’affinage secondaire — également appelé affinage en poche ou affinage en four-poche — constitue un processus essentiel de la sidérurgie moderne. Après la fusion primaire dans un four à arc électrique (EAF) ou un four à induction (IF), l’acier liquide est transféré vers un four d’affinage pour y subir des traitements complémentaires.
L’objectif de l’affinage secondaire est d’améliorer la propreté de l’acier, de contrôler avec précision sa composition chimique et sa température, et d’optimiser les inclusions non métalliques. Les technologies modernes d’affinage permettent de réduire considérablement les éléments nocifs et les impuretés — tels que le soufre, le phosphore, l’oxygène, l’hydrogène et l’azote — aidant ainsi les aciéries à produire des produits sidérurgiques de qualité supérieure.
Fonctions principales du raffinage secondaire
Le processus de raffinage secondaire assure principalement les tâches suivantes :
- Homogénéisation de la température et de la composition de l’acier fondu par agitation ;
- Ajustement précis de l’alliage et contrôle rigoureux de la composition ;
- Contrôle de la température avant la coulée continue ;
- Désulfuration, désoxydation, dégazage et élimination des inclusions ;
- Modification des inclusions pour améliorer les propriétés de l’acier.
- Assurer la mise en tampon et la coordination de la production entre les fours de fusion et les machines de coulée continue.
Pour atteindre ces objectifs, les systèmes de raffinage peuvent utiliser des technologies telles que l’agitation à l’argon, le soufflage d’oxygène, l’alimentation par fil, l’injection de poudre, le chauffage, le traitement sous vide et le raffinage des scories.
Voies typiques d’affinage secondaire pour four à arc électrique
Dans les aciéries à four à arc électrique, les configurations courantes d’affinage secondaire comprennent :
EAF + LRF + CCM
Cette configuration est couramment utilisée pour la production d’aciers alliés et d’aciers spéciaux de qualité courante. Le four à basse température (LRF) assure principalement le réglage de la température, la désoxydation, l’ébavurage de l’alliage et l’amélioration de la propreté de l’acier avant la coulée continue.
EAF + LRF + VD + CCM
Ce procédé est adapté aux aciers plus purs, soumis à des exigences plus strictes en matière de teneur en gaz et d’inclusions, tels que les aciers pour roulements, pour engrenages et pour pipelines. Le traitement VD permet d’améliorer encore les performances en matière de dégazage, de désulfuration et d’élimination des inclusions.
EAF + LRF + RH + CCM
La filière LRF + RH est couramment employée dans la production d’aciers de haute pureté. Le LRF assure le chauffage et l’affinage sous laitier, tandis que le traitement RH réduit davantage les teneurs en hydrogène et en oxygène, et stabilise la température de coulée.
EAF + AOD/VOD + CCM
Cette voie est principalement utilisée pour la production d’acier inoxydable. Le raffinage AOD ou VOD est employé pour la décarburation et le raffinage de l’acier inoxydable après la fusion initiale dans le four à arc électrique (EAF).
Solutions d’affinage secondaire pour fours à induction
Comparé à la fabrication de l’acier EAF, le four à induction (IF) lui-même a une capacité de raffinage très limitée. Par conséquent, la qualité des matières premières est particulièrement importante dans les opérations de fabrication de l’acier IF .
Solutions d’affinage secondaire pour fours à induction : dans les projets concrets, l’élaboration de l’acier en four à induction est couramment mise en œuvre dans les conditions suivantes :
- Disponibilité de ressources en ferraille stables et de haute qualité ;
- Recyclage des chutes de retour provenant des laminoirs ou des aciéries ;
- Les réseaux électriques locaux sont inadaptés aux fours à arc électrique.
- Projets à budget relativement faible ;
Lorsque l’on utilise des ferrailles mixtes ordinaires, l’affinage secondaire revêt une importance croissante.
IF + LRF
Cette configuration assure principalement l’ajustement de la température et des corrections mineures de composition. Toutefois, elle nécessite toujours des matériaux de récupération d’une qualité relativement élevée.
IF + AOD + LRF
Ce procédé est principalement utilisé pour la production d’acier inoxydable à l’aide de fours à induction.
IF + LOD + LRF
Le four d’affinage LOD développé par le groupe SME est conçu pour améliorer les performances de l’élaboration de l’acier en four à induction, en favorisant la décarburation et la déphosphoration. Cette solution permet de réduire la dépendance vis-à-vis des ferrailles de haute qualité, tout en améliorant la qualité finale de l’acier et en renforçant la compétitivité sur les marchés régionaux appropriés.
