Acier est le matériau de construction le plus populaire au monde en raison de sa combinaison unique de durabilité, de maniabilité et de coût. C'est un alliage de fer qui contient 0,2 à 2% de carbone en poids.
Selon la World Steel Association, certains des plus grands pays producteurs d'acier sont la Chine, l'Inde, le Japon et les États-Unis. La Chine représente environ 50% de cette production. Les plus grands producteurs d'acier du monde sont ArcelorMittal, China Baowu Group, Nippon Steel Corporation et HBIS Group.
Le processus de production d'acier moderne
Méthodes de fabrication acier ont beaucoup évolué depuis le début de la production industrielle à la fin du 19e siècle. Les méthodes modernes, cependant, sont toujours basées sur le même principe que le procédé Bessemer original, qui utilise de l'oxygène pour abaisser la teneur en carbone du fer.
Aujourd'hui, production d'acier utilise des matériaux recyclés ainsi que des matières premières traditionnelles, telles que le minerai de fer, le charbon et le calcaire. Deux procédés, la fabrication basique d'acier à l'oxygène (BOS) et les fours à arc électrique (EAF), représentent la quasi-totalité de la production d'acier.
La fabrication du fer, la première étape de la fabrication de l'acier, consiste à faire fondre les intrants bruts de minerai de fer, de coke et de chaux dans un haut fourneau. Le fer fondu résultant, également appelé métal chaud, contient encore 4 à 4,5% de carbone et d'autres impuretés qui le rendent cassant.
La fabrication de l'acier primaire a deux méthodes: les méthodes BOS (Basic Oxygen Furnace) et les méthodes plus modernes EAF (Electric Arc Furnace). La méthode BOS ajoute de l'acier recyclé au fer fondu dans un convertisseur. À des températures élevées, de l'oxygène est soufflé à travers le métal, ce qui réduit la teneur en carbone entre 0 et 1,5%.
La méthode EAF, cependant, alimente la ferraille d'acier recyclé par des arcs électriques à haute puissance (avec des températures allant jusqu'à 1650 degrés Celsius) pour faire fondre le métal et le convertir en acier de haute qualité.
La fabrication de l'acier secondaire consiste à traiter l'acier fondu produit à la fois à partir des routes BOS et EAF pour ajuster la composition de l'acier. Cela se fait en ajoutant ou en supprimant certains éléments et / ou en manipulant la température et l'environnement de production. Selon les types d'acier requis, les procédés d'élaboration de l'acier secondaires suivants peuvent être utilisés:
- En remuant
- Four à poche
- Injection de poche
- Dégazage
- CAS-OB (ajustement de la composition par bullage d'argon scellé avec soufflage d'oxygène)
La coulée continue voit l'acier fondu coulé dans un moule refroidi, provoquant la solidification d'une mince coque en acier.Le brin de coque est retiré à l'aide de rouleaux guidés, puis il est entièrement refroidi et solidifié. Ensuite, le toron est coupé en fonction de l'application: plaques pour produits plats (tôles et bandes), blooms pour sections (poutres), billettes pour produits longs (fils) ou bandes minces.
Lors du formage primaire, l'acier coulé est ensuite façonné en différentes formes, souvent par laminage à chaud, un processus qui élimine les défauts de coulée et atteint la forme et la qualité de surface requises. Les produits laminés à chaud sont divisés en produits plats, produits longs, tubes sans soudure et produits spécialisés.
Enfin, il est temps pour la fabrication, la fabrication et la finition. Les techniques de formage secondaires donnent à l'acier sa forme définitive et Propriétés. Ces techniques comprennent:
- Mise en forme (laminage à froid), qui se fait en dessous du point de recristallisation du métal, ce qui signifie que la contrainte mécanique - et non la chaleur - affecte le changement
- Usinage (perçage)
- Assemblage (soudage)
- Revêtement (galvanisation)
- Traitement thermique (revenu)
- Traitement de surface (carburation)