Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
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sidérurgie (suite)

Procédés de coulée

Ceux qui sont utilisés en aciérie sont de trois types, suivant la qualité et le type de produit à obtenir.

• La coulée classique en lingotières de fonte est utilisée pour le moulage de lingots de quelques tonnes à 10 tonnes, qui sont ensuite forgés ou laminés. Exceptionnellement, on coule des lingots de 100 à 200 t pour le forgeage de très grosses pièces. L’affinage et le mode de refroidissement lors du lingotage conditionnent des qualités différentes d’aciers : l’acier est dit « effervescent » ou « mousseux » lorsqu’on laisse s’effectuer le dégagement des gaz dissous, ce qui entraîne un balayage des impuretés vers le cœur en laissant une peau saine favorable aux produits laminés ; l’acier est dit « calmé » lorsqu’on ajoute dans la poche de coulée des désoxydants (aluminium, silicium, titane) qui fixent les gaz, empêchent leur dégagement, d’où un refroidissement calme du lingot et une pureté d’ensemble plus homogène, mais il se forme en tête du lingot une poche qui doit être chutée (retassure) ; l’acier est dit « semi-calmé » ou « bloqué » lorsque le refroidissement, d’abord effervescent, est arrêté par un moyen chimique ou mécanique.

• La coulée sous vide, sous atmosphère raréfiée ou sous atmosphère de protection permet d’obtenir des aciers de qualité exempts de gaz (aciers à roulement, aciers inoxydables). On opère soit par dégazage de la poche de coulée placée dans une enceinte sous vide, soit par circulation du bain dans une chambre de dégazage, ou bien encore par écoulement du bain dans la lingotière placée dans une enceinte sous vide. Pour de plus faibles tonnages, le four à chauffage par induction et la lingotière sont placés dans une enceinte à air raréfié, ce qui permet un dégazage aussi bien durant la fusion qu’au moment de la coulée.

• La coulée continue, bien que pratiquée depuis longtemps pour les métaux non ferreux, n’est apparue que vers 1950 pour l’acier. Son développement rapide a profondément modifié la transformation des semi-produits en simplifiant la gamme des opérations successives. En coulant directement des billettes, des blooms, des brames, des barres ou des tubes, on a supprimé les opérations coûteuses de manutention, de réchauffage et de laminage (blooming, dégrossissage).


Mini-aciéries

Ce sont des aciéries de taille réduite dont la caractéristique est d’élaborer directement l’acier et de le transformer en semi-produits spécifiques tels que fil machine, fers à béton, tubes ou bandes. Les installations d’une mini-aciérie comportent, pour une production annuelle de 100 000 à 400 000 t de semi-produits :
— une unité d’élaboration de l’acier, soit par réduction directe, soit au four électrique à arc alimenté en ferrailles et en concentrés préréduits ;
— une unité de coulée continue permettant la coulée directe de produits ébauchés ;
— une unité de transformation des produits ébauchés en semi-produits, par laminage à chaud ou à froid, ou par étirage.

Les mini-aciéries se sont développées récemment grâce à l’évolution des procédés de réduction directe des minerais, de préréduction, de fusion au four électrique à ultra-haute puissance, de coulée continue et de laminage à grande vitesse. À l’inverse des aciéries traditionnelles, leur implantation se situe plus particulièrement dans des régions de consommation des semi-produits.


Procédés de mise en forme des produits

Pour atteindre le stade des semi-produits mis en état de commercialisation, des opérations de formage mécanique sont nécessaires et leur succession est adaptée à la nature, à la forme et aux dimensions des produits finaux. À partir des lingots d’acier, les principales opérations sont les suivantes :
— le réchauffage des lingots dans des fours Pits verticaux ;
— le laminage à chaud des lingots (train blooming) pour l’obtention des blooms et des brames ;
— le laminage à chaud des blooms et des brames réchauffés (train dégrossisseur gros, moyen ou petit) ;
— le laminage à chaud ou à froid sur des trains finisseurs spéciaux adaptés au type de produit (train à rails, train à profilés, train à fil machine, train à tôles fortes, train à tôles fines, train à bandes, train à feuillard, etc.).

Une grande diversité de produits est obtenue grâce à la variété de types de laminoirs provenant de leurs dimensions, de la forme des cylindres (lisses, plats, bombés, cannelés), du nombre de cylindres par train (duo, trio, quarto, multicylindres type Sendzimir à 20 cylindres), du fonctionnement à chaud (de 900 à 1 200 °C) ou à froid, de la disposition des cages côte à côte ou les unes derrière les autres et de la succession des phases de laminage en continu ou par passes discontinues.

Des opérations annexes, dites « de parachèvement », participent à la fabrication des semi-produits sous diverses formes :
— opérations mécaniques telles que le dressage des barres, le cisaillage, le refendage, le planage des tôles, l’écriquage, etc. ;
— traitements thermiques de chauffage avant déformation mécanique, de recuit physico-chimique, de recuit de normalisation ou de détente, de trempe et de revenu (barres, rails) ;
— opérations chimiques de décapage et dégraissage ;
— opérations thermochimiques de plombage, d’étamage, de galvanisation ;
— opérations de revêtements électrolytiques par cuivrage, laitonnage, étamage, nickelage, etc. ;
— opérations de recouvrement superficiel, principalement sur tôles, bandes et feuillards (laques, vernis, plastiques).

Les ébauches de pièces de grandes dimensions (arbre de turbine) sont obtenues à partir de lingots par forgeage à chaud à la presse ou au marteau-pilon, par opérations successives de réchauffage et de déformation.

R. Le R.

➙ Acier / Coulée / Élaboration des métaux et alliages / Électrométallurgie / Fer / Fonderie / Fonte / Forgeage / Four / Laminage / Métallurgie / Revêtement de surface / Traitement thermique.

 G. Collet et P. Dibos, la Fonte (Baillière, 1931). / G. R. Bashforth, The Manufacture of Iron and Steel (Londres, 1948-1951 ; 2 vol.). / C. Chaussin et G. Hilly, Métallurgie, t. II : Élaboration des métaux (Dunod, 1949 ; 8e éd., 1972). / J. Ferry et R. Chatel, l’Acier (P. U. F., coll. « Que sais-je ? », 1953 ; 2e éd., 1959). / H. Bourdon, Aciéristes et fondeurs : le four électrique basique (Dunod, 1957). / L. Colombier, Métallurgie du fer (Dunod, 1957). / H. Lecompte, Cours d’aciérie (Éd. de la Revue de métallurgie, 1962). / B. Gille, Histoire de la métallurgie (P. U. F., coll. « Que sais-je ? », 1966). / La Fonte et l’acier (Dunod, 1970).