procédé basique

Le procédé basique est une méthode de fabrication de l'acier dans laquelle le revêtement du four et les fondants sont composés de matériaux basiques (alcalins), généralement de la chaux, de la dolomie ou de la magnésie, plutôt que de matériaux siliceux (acides) comme le sable ou l'argile réfractaire. Ce choix fondamental de la chimie du revêtement transforme les réactions qui peuvent se produire pendant la production d'acier et les impuretés qui peuvent être éliminées du métal en fusion.

Dans le four Martin-Siemens basique, le revêtement alcalin permet au bain d'acier d'absorber la chaux et d'autres fondants basiques sans attaquer les parois du four. Au fur et à mesure que la charge fond et s'affine, de la chaux est ajoutée pour former des scories qui capturent le phosphore et le soufre, les convertissant en composés qui flottent à la surface et peuvent être éliminés. La chimie est directe : le phosphore s'oxyde pour former du phosphate, qui se combine avec la chaux pour former du phosphate dicalcique et d'autres composés qui se répartissent dans la scorie plutôt que de rester dans l'acier.

Le procédé Bessemer basique, également appelé procédé Thomas en Europe, fonctionne selon des principes similaires mais dans un convertisseur à soufflage par le fond. L'air est forcé à travers la charge en fusion, et la chaux est soit intégrée au revêtement du convertisseur, soit ajoutée pendant le soufflage. Ce procédé a été historiquement crucial car il a permis aux sidérurgistes d'utiliser de la fonte phosphoreuse, que le procédé Bessemer acide antérieur ne pouvait pas tolérer. La chimie des scories reste centrale : les conditions basiques assurent l'élimination du phosphore à des niveaux acceptables, généralement inférieurs à 0,10 % dans l'acier fini.

Pourquoi la chimie du revêtement est importante

Un revêtement de four acide fait de silice se dissoudrait dans une scorie riche en chaux et en oxyde de fer, contaminant l'acier et détruisant le four prématurément. En inversant cela : en utilisant un revêtement basique dans un environnement de scories basiques, les deux restent stables. L'inconvénient est que les revêtements basiques sont plus chers et s'usent plus rapidement que les revêtements de silice, nécessitant des rechargements fréquents. Ils exigent également un contrôle plus strict de la composition de la charge et de la chimie des scories.

Le procédé basique est devenu dominant dans la sidérurgie à grande échelle car il pouvait traiter les minerais phosphoreux et les flux de ferraille disponibles pour la plupart des producteurs, et parce qu'il produisait un acier plus propre pour les applications structurelles et mécaniques. Les fours à oxygène basique (BOF) et les fours à arc électrique modernes continuent de s'appuyer sur les réfractaires basiques et la chimie des scories, faisant des principes métallurgiques établis dans le procédé basique le fondement de la production d'acier aujourd'hui.