Fer, fontes et aciers (partie 1/2)

## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de : 1. Décrire les étapes de la sidérurgie et identifier les matières premières ferreuses utilisées au Cameroun. 2. Expliquer les procédés d’élaboration des fontes et des aciers (haut fourneau, convertisseur, four électrique). 3. Présenter les opérations de métallurgie en poche (affinage, déphosphoration, désulfuration, alliage). 4. Réaliser un calcul simple de composition d’un alliage d’acier à partir de pourcentages massiques. 5. Appliquer les règles de sécurité et d’hygiène propres aux ateliers de métallurgie (port des EPI, manipulation des gaz, prévention des risques thermiques). **Prérequis** : - Notions de chimie générale (liaisons métalliques, oxydo‑réduction). - Connaissances de base en physique des états de la matière (fusion, solidification). - Savoir lire un schéma de procédé industriel. - Maîtrise des unités du Système international (kg, mol, °C, bar). --- ## Introduction contextualisée Le fer constitue la base de l’industrie métallurgique camerounaise : il alimente les constructions (ponts, bâtiments), les équipements agricoles et les matériels roulants. La transformation du minerai de fer en produits finis (fonte, acier) repose sur une chaîne de procédés thermochimiques qui doivent être maîtrisés pour garantir qualité, productivité et respect de l’environnement. Au Cameroun, les principales sources de minerai proviennent des gisements de Mbalam et de Nabeba ; la sidérurgie reste toutefois à l’état de projet, aucune installation intégrée (haut fourneau, aciérie, laminoir) n’étant actuellement opérationnelle. La transformation du fer se fait principalement par recyclage de ferraille dans des fours électriques à arc situés dans la région du Littoral (ex. : Douala). Ce chapitre présente, de façon progressive, les matières premières, les étapes d’élaboration et les opérations d’affinage en poche, en insistant sur les aspects techniques, les normes de sécurité et les applications professionnelles rencontrées en atelier ou sur chantier. --- ## I. Sidérurgie et matières premières ferreuses ### 1.1. Définition et rôle de la sidérurgie > **Sidérurgie** : ensemble des procédés industriels permettant d’extraire le fer du minerai, de le transformer en fonte brute puis en acier, et de le mettre en forme pour l’usage final. La sidérurgie se divise en trois grandes étapes : préparation des matières premières, réduction du minerai (haut fourneau), et affinage du métal liquide (aciérie et métallurgie en poche). ### 1.2. Matières premières ferreuses | Matière première | Forme / origine | Composition typique (en % masse) | Utilisation principale | |------------------|-----------------|----------------------------------|------------------------| | Minerai de fer (hématite) | Concassé, < 10 mm | Fe ≈ 65‑70, SiO₂ ≈ 5‑10, Al₂O₃ ≈ 1‑3, P ≈ 0,05‑0,15 | Charge du haut fourneau | | Minerai de fer (magnétite) | Bouleté, < 8 mm | Fe ≈ 70‑72, SiO₂ ≈ 3‑6, Al₂O₃ ≈ 0,5‑2 | Charge du haut fourneau (qualité supérieure) | | Ferraille de récupération | Déchets métalliques triés | Fe ≈ 90‑95, Cu ≈ 0,1‑0,5, Zn ≈ 0,05‑0,2 | Matière secondaire pour aciérie électrique | | Coke métallique | Produit par pyrolyse du charbon | C ≈ 85‑90, volatils ≈ 5‑10, cendres ≈ 2‑5 | Réducteur et soutien mécanique dans le haut fourneau | | Chaux (CaO) | Pierre calcaire calcinée | CaO ≈ 90‑95, MgO ≈ 0‑5 | Flux pour éliminer les silicates (scories) | | Dolomie (CaO·MgO) | Pierre dolomitique calcinée | CaO ≈ 55, MgO ≈ 40 | Flux spécialisé (baséité) | | Manganèse (Mn) | Minerai de pyrolusite ou ferromanganèse | Mn ≈ 70‑80 (dans le ferromanganèse) | Désoxydant et améliorateur de résistance | > **Flux** : substance ajoutée pour rendre les oxydes indésirables (SiO₂, Al₂O₃) solubles dans le laitier, facilitant leur séparation du métal liquide. ### 1.3. Préparation des charges 1. **Concassage et criblage** du minerai à la taille adaptée (8‑15 mm pour le haut fourneau). 2. **Mélange** du minerai, du coke et de la chaux dans des proportions définies (ex. : 1 t de minerai, 0,5 t de coke, 0,1 t de chaux). 3. **Agglomération** (sintering ou pelletisation) pour améliorer la perméabilité du lit de charge et réduire les pertes de coke. ### 1.4. Normes de sécurité liées aux matières premières - Port de masque anti‑poussière (P2) lors du maniement du minerai fin. - Surveillance des émissions de monoxyde de carbone (CO) lors de la manipulation du coke. - Stockage du coke à l’écart des sources d’étincelles (risque d’incendie). --- ## II. Élaboration des fontes et des aciers ### 2.1. Principe du haut fourneau > **Haut fourneau** : réacteur vertical où le minerai de fer est réduit par le monoxyde de carbone (CO) provenant de la combustion du coke, produisant de la fonte liquide et du laitier. Réactions essentielles (simplifiées) : 1. Combustion du coke : C + O₂ → CO₂ ΔH ≈ ‑393 kJ mol⁻¹ 2. Réduction du dioxyde de carbone : CO₂ + C → 2 CO ΔH ≈ +172 kJ mol⁻¹ (réaction de Boudouard) 3. Réduction de l’oxyde de fer : Fe₂O₃ + 3 CO → 2 Fe + 3 CO₂ ΔH ≈ ‑23 kJ mol⁻¹ Le laitier se forme par réaction des oxydes de silicium et d’aluminium avec la chaux : SiO₂ + CaO → CaSiO₃ (laitier) ### 2.2. Étapes opérationnelles du haut fourneau | Étape | Description | Paramètres clés | |-------|-------------|-----------------| | Chargement | Alternance de couches de minerai, coke et flux | Rapport minerai/coke ≈ 2 : 1 (masse) | | Préchauffage | Gaz chaud (≈ 1100 °C) monte en contre‑courant | Température du gaz d’entrée | | Zone de fusion | Réduction du fer, formation de laitier fondu | Température du creuset ≈ 1500 °C | | Écoulage | Fonte liquide et laitier évacués séparément | Débit de fonte ≈ 150 t h⁻¹ (exemple industriel) | ### 2.3. Production de fonte brute La fonte obtenue contient généralement : - Fe ≈ 94‑95 % - C ≈ 3,5‑4,5 % (carbone dissous) - Si ≈ 0,5‑1,5 % - Mn ≈ 0,3‑0,8 % - P ≤ 0,1 % (limité pour éviter la fragilité à froid) - S ≤ 0,05 % (limité pour éviter la fragilité à chaud) > **Fonte blanche** : refroidissement rapide → carbures de Fe (Fe₃C) présents, dureté élevée, faible ductilité. > **Fonte grise** : refroidissement lent → graphite sous forme de flocules, bonne usinabilité, propriétés d’amortissement. ### 2.4. Conversion de la fonte en acier (aciérie) Deux procédés principaux sont utilisés au Cameroun : #### 2.4.1. Convertisseur à oxygène (procédé LD) - Fonte liquide chargée dans un récipient réfractaire. - Injection d’oxygène pur (≈ 99,5 %) à débit de 200‑300 Nm³ h⁻¹ t⁻¹ de fonte. - Réactions d’oxydation : C + ½ O₂ → CO ; Si + O₂ → SiO₂ ; Mn + ½ O₂ → MnO ; 2 P + 5 FeO → P₂O₅ + 5 Fe. - Le CO formé participe à la chauffe du bain ; les oxydes passent dans le laitier. - Fin de l’oxydage lorsque le taux de carbone descend à 0,02‑0,20 % (acier doux) ou à 0,6‑0,8 % (acier à haute résistance). #### 2.4.2. Four électrique à arc (FEA) - Charge composée de ferraille, de fonte liquide et d’additifs (alloys, chaux). - Arc électrique entre électrodes graphite et bain métallique (température ≈ 3000 °C). - Permet un contrôle précis de la composition et du taux de carbone. - Avantages : faible émission de CO₂ (si électricité renouvelable), flexibilité pour aciers spéciaux. ### 2.5. Exemple chiffré : calcul de la quantité de coke nécessaire **Données** : - On veut produire 10 t de fonte brute contenant 4 % de carbone. - Le minerai utilisé contient 65 % de Fe (le reste étant surtout SiO₂ et Al₂O₃). - On considère que tout le carbone de la fonte provient du coke (pas de carbone du minerai). - Rendement de réduction du minerai : 90 % (10 % de pertes en Fe sous forme de poussières). **Étapes** : 1. Masse de Fe nécessaire dans la fonte : 10 t × (1 − 0,04) = 9,6 t de Fe. 2. Masse de minerai à fournir (en tenant compte du rendement) : \[ m_{\text{minerai}} = \frac{9,6\ \text{t}}{0,65 \times 0,90} \approx 16,36\ \text{t} \] 3. Carbone apporté par le coke : on veut 0,04 × 10 t = 0,4 t de C dans la fonte. En supposant que 90 % du carbone du coke se retrouve dans le métal (10 % perdu en CO gaz), la quantité de coke nécessaire est : \[ m_{\text{coke}} = \frac{0,4\ \text{t}}{0,90} \approx 0,44\ \text{t} \] **Résultat** : pour produire 10 t de fonte à 4 % de C, il faut environ **16,4 t de minerai** et **0,44 t de coke** (en plus du flux de chaux nécessaire à la formation du laitier). > Cette approche permet de dimensionner les approvisionnements d’un haut fourneau de capacité moyenne (≈ 200 t j⁻¹). ### 2.6. Normes de sécurité en aciérie - Port de lunettes de protection anti‑UV et d’écran facial lors de l’injection d’oxygène. - Surveillance continue de la concentration de CO dans l’air (seuil d’alarme : 50 ppm). - Isolation thermique des tuyaux de gaz et des revêtements réfractaires (gants anti‑chaleur, chaussures de sécurité). - Procédure d’arrêt d’urgence (coupure de l’oxygène, inertage au gaz argon) en cas de surchauffe du bain. --- ## III. Métallurgie en poche des aciers ### 3.1. Définition et objectifs > **Métallurgie en poche** : ensemble des traitements thermochimiques appliqués au métal liquide dans un récipient réfractaire (poche) après la sortie du haut fourneau ou du convertisseur, visant à ajuster la composition, à éliminer les impuretés indésirables et à améliorer les propriétés mécaniques. Les opérations principales sont : déphosphoration, désulfuration, désoxydation, alliage et ajustement du carbone. ### 3.2. Déphosphoration - Réaction : 2 P + 5 FeO → P₂O₅ + 5 Fe (le P₂O₅ passe dans le laitier). - Favori par un laitier basique (CaO/SiO₂ > 1,2) et une activité d’oxygène suffisamment élevée pour oxyder le phosphore. - Ajout de chaux (CaO) et parfois de fluorite (CaF₂) pour augmenter la capacité du laitier à retenir le phosphore. - Objectif industriel : P < 0,02 % (aciers à haute résistance à la fissuration à froid). ### 3.3. Désulfuration - Réaction : FeS + CaO → CaS + FeO. - Nécessite un laitier très basique (CaO/SiO₂ > 1,8) et une faible pression de sulfurane (H₂S). - Souvent réalisée par injection de poudre de chaux ou de mélange chaux‑fluorite dans le bain métallique sous agitation (gaz argon). - Objectif : S < 0,01 % (aciers destinés au soudage ou à la mise en forme à chaud). ### 3.4. Désoxydation - Les éléments désoxydants (Si, Mn, Al) réagissent avec l’oxygène dissous pour former des oxydes qui passent dans le laitier. - Exemple : Si + O₂ → SiO₂ (laitier). - Le taux d’oxygène résiduel après désoxydation doit être < 10 ppm pour éviter la formation d’inclusions nocives. - L’aluminium est particulièrement efficace : 2 Al + 3/2 O₂ → Al₂O₃ (laitier). ### 3.5. Alliage et ajustement du carbone - Ajout de ferroalliages (Fe‑Mn, Fe‑Cr, Fe‑Ni, Fe‑Mo) pour obtenir les aciers d’alliage souhaités. - Le carbone peut être ajusté par ajout de coke pétrolier, de graphite ou par décarburation (injection d’oxygène ou de vapeur d’eau). - Exemple d’alliage courant : acier 20Cr‑8Ni (inoxydable austénitique) nécessite environ 0,08 % C, 18‑20 % Cr, 8‑10 % Ni, le reste Fe. ### 3.6. Exemple de calcul d’alliage **Objectif** : produire 5 t d’acier contenant 0,20 % C, 1,5 % Mn et 0,5 % Cr. **Matières premières disponibles** : - Fonte brute : 4 % C, 0,5 % Mn, 0,05 % Cr. - Ferro‑manganèse (Fe‑Mn 80 % Mn) : 80 % Mn, 0 % C, 0 % Cr. - Ferro‑chrome (Fe‑Cr 60 % Cr) : 60 % Cr, 0 % C, 0 % Mn. **Étapes** : 1. **Carbone** : on veut 0,20 % C dans 5 t → 0,01 t de C. La fonte apporte 4 % C → chaque tonne de fonte donne 0,04 t de C. Masse de fonte nécessaire pour le carbone : \[ m_{\text{fonte, C}} = \frac{0,01\ \text{t}}{0,04\ \text{t t}^{-1}} = 0,25\ \text{t} \] 2. **Manganèse** : on veut 1,5 % Mn → 0,075 t de Mn. La fonte fournit 0,5 % Mn → 0,005 t de Mn par tonne. Le ferro‑manganèse fournit 0,80 t de Mn par tonne. Soit x t de fonte et y t de ferro‑manganèse tels que : \[ 0,005x + 0,80y = 0,075 \] On connaît déjà x = 0,25 t (du carbone) → 0,005×0,25 = 0,00125 t de Mn provenant de la fonte. Reste à fournir : 0,075 − 0,00125 = 0,07375 t de Mn. \[ y = \frac{0,07375}{0,80} \approx 0,092\ \text{t} \] 3. **Chrome** : on veut 0,5 % Cr → 0,025 t de Cr. La fonte fournit 0,05 % Cr → 0,0005 t de Cr par tonne. Le ferro‑chrome fournit 0,60 t de Cr par tonne. Contribution de la fonte (0,25 t) : 0,25 × 0,0005 = 0,000125 t de Cr. Reste à fournir : 0,025 − 0,000125 = 0,024875 t de Cr. \[ z = \frac{0,024875}{0,60} \approx 0,0415\ \text{t} \] 4. **Vérification de la masse totale** : Fonte : 0,25 t Ferro‑manganèse : 0,092 t Ferro‑chrome : 0,0415 t Total ≈ 0,3835 t. Pour atteindre 5 t d’acier, on complète avec de la ferraille pauvre en éléments (Fe ≈ 98 %) : \[ m_{\text{ferraille}} = 5 - 0,3835 \approx 4,6165\ \text{t} \] **Résultat** : pour obtenir 5 t d’acier 0,20 % C‑1,5 % Mn‑0,5 % Cr, il faut environ : 0,25 t de fonte brute, 0,092 t de ferro‑manganèse, 0,0415 t de ferro‑chrome et 4,62 t de ferraille. > Cette méthode de calcul massique est utilisée quotidiennement dans les ateliers d’aciérie pour préparer les charges de poche. ### 3.7. Contrôle qualité et normes - Analyse chimique par spectrométrie d’émission à plasma (ICP‑OES) ou par fluorescence X (XRF) sur échantillon prélevé du bain. - Essais mécaniques (limite d’élasticité, résistance à la traction, allongement) selon les normes EN 10025‑2 ou ISO 630. - Contrôle de la propreté métallique (nombre et taille des inclusions) par microscopie optique ou analyse d’images. - Enregistrement des paramètres de procédé (température, débit d’gaz, temps de traitement) dans un cahier de suivi conforme aux exigences QHSE (Qualité, Hygiène, Sécurité, Environnement). ### 3.8. Règles de sécurité spécifiques à la métallurgie en poche - Port d’un masque à filtration des particules fines (P3) lors de la manipulation des poudres d’alliage (ferro‑alliages, chaux). - Surveillance des émissions de gaz toxiques (SO₂, NOx) provenant de la réaction des sulfures avec l’oxygène ; utilisation de scrubbers alcalins si nécessaire. - Prévention des projections de métal liquide : écrans anti‑projeteurs, vêtements ignifuges, bottes de sécurité avec embout acier. - Procédure d’évacuation en cas de fuite de gaz argon ou d’augmentation anormale de la pression dans la poche (vanne de décharge automatique). --- ## Synthèse du chapitre - **Sidérurgie** : réduction du minerai de fer par le monoxyde de carbone dans le haut fourneau → fonte liquide + laitier. - **Matières premières** : minerai (hématite, magnétite), coke, chaux/dolomite, ferraille, ferro‑alliages. - **Haut fourneau** : réactions clés (C+O₂→CO₂, CO₂+C→2CO, Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂), température du creuset ≈ 1500 °C, rapport minerai/coke ≈ 2 : 1. - **Fonte** : composition typique (Fe ≈ 94‑95 %, C ≈ 3,5‑4,5 %, Si, Mn, P, S faibles) ; distinction fonte blanche / fonte grise. - **Aciérie** : convertisseur LD (oxygène) ou four électrique à arc ; élimination du C, Si, Mn, P, S sous forme de gaz ou de laitier. - **Métallurgie en poche** : déphosphoration (laitier basique, oxydation du P), désulfuration (laitier très basique), désoxydation (Si, Mn, Al), alliage (ferro‑alliages), ajustement du carbone. - **Calculs pratiques** : détermination des quantités de minerai, coke, ferro‑alliages et ferraille pour obtenir une composition d’acier cible. - **Sécurité** : port d’EPI adaptés (masques, lunettes, vêtements ignifuges), surveillance des gaz (CO, SO₂, NOx), procédures d’arrêt d’urgence, respect des normes QHSE. --- ## Glossaire | Terme | Définition | |-------|------------| | Sidérurgie | Ensemble des procédés industriels permettant d’extraire le fer du minerai, de le transformer en fonte puis en acier. | | Haut fourneau | Réacteur vertical où le minerai de fer est réduit par le CO provenant de la combustion du coke, produisant de la fonte liquide et du laitier. | | Laitier | Phase fondue composée principalement de silicates, aluminates et oxydes, séparée du métal liquide. | | Fonte brute | Alliage de fer contenant généralement 3,5‑4,5 % de carbone, issu directement du haut fourneau. | | Convertisseur LD | Aciérie où l’oxygène pur est injecté dans la fonte liquide pour oxyder le carbone et les impuretés. | | Four électrique à arc (FEA) | Aciérie utilisant un arc électrique entre électrodes graphite et le bain métallique pour fondre la charge. | | Déphosphoration | Élimination du phosphore du métal liquide par transfert dans un laitier basique (CaO/SiO₂ > 1,2) via l’oxydation du P en P₂O₅. | | Désulfuration | Élimination du soufre sous forme de sulfure de calcium (CaS) dans un laitier très basique (CaO/SiO₂ > 1,8). | | Désoxydation | Réduction de l’oxygène dissous du bain métallique par des éléments tels que Si, Mn, Al, formant des oxydes passant dans le laitier. | | Ferro‑alliage | Alliage de fer contenant un pourcentage élevé d’un élément d’alliage (Mn, Cr, Ni, Mo…) utilisé pour ajuster la composition de l’acier. | | Décarburation | Réduction du taux de carbone du bain métallique par injection d’oxygène ou de vapeur d’eau. | | Inclusion | Particule solide (oxyde, sulfure, nitrure) piégée dans l’acier lors de la solidification, pouvant détériorer les propriétés mécaniques. | | QHSE | Démarche intégrant Qualité, Hygiène, Sécurité et Environnement dans les procédés industriels. | | Rapport minerai/coke | Masse de minerai chargée par masse de coke dans le haut fourneau, généralement autour de 2 : 1. | | Température du creuset | Zone la plus chaude du haut fourneau où la fonte et le laitier sont liquides (≈ 1500 °C). | --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Dimensionnement de la charge d’un haut fourneau **Énoncé** : Une aciérie prévoit de produire 120 t de fonte brute contenant 4 % de carbone par jour. Le minerai utilisé contient 66 % de Fe, le coke a un pouvoir calorifique suffisant et on considère un rendement de réduction du fer de 88 %. Déterminer les quantités quotidiennes de minerai et de coke nécessaires, sachant que tout le carbone de la fonte provient du coke et que 90 % du carbone du coke se retrouve dans le métal. **Corrigé** : 1. Masse de Fe nécessaire dans la fonte : \[ m_{\text{Fe}} = 120\ \text{t} \times (1-0,04) = 115,2\ \text{t} \] 2. Masse de minerai à fournir (rendement 88 %) : \[ m_{\text{minerai}} = \frac{115,2}{0,66 \times 0,88} \approx 198,5\ \text{t} \] 3. Masse de carbone souhaitée dans la fonte : \[ m_{\text{C, fonte}} = 120\ \text{t} \times 0,04 = 4,8\ \text{t} \] 4. Masse de coke nécessaire (90 % du C du coke va dans le métal) : \[ m_{\text{coke}} = \frac{4,8}{0,90} \approx 5,33\ \text{t} \] **Réponse** : Environ **199 t de minerai** et **5,3 t de coke** par jour. --- ### Exercice 2 – Ajustement de composition d’un acier par métallurgie en poche **Énoncé** : On veut obtenir 8 t d’acier contenant 0,18 % C, 1,2 % Mn et 0,4 % Cr. Les matières disponibles sont : fonte brute (3,8 % C, 0,4 % Mn, 0,03 % Cr), ferro‑manganèse (78 % Mn), ferro‑chrome (55 % Cr) et ferraille pauvre (Fe ≈ 99 %). Calculer les masses de chaque composant à utiliser. **Corrigé** : - Carbone voulu : 0,18 % × 8 t = 0,0144 t de C. Fonte apporte 3,8 % C → chaque tonne de fonte donne 0,038 t de C. Masse de fonte pour le carbone : \[ m_{\text{fonte, C}} = \frac{0,0144}{0,038} \approx 0,379\ \text{t} \] - Manganèse voulu : 1,2 % × 8 t = 0,096 t de Mn. Fonte fournit 0,004 t de Mn par tonne → contribution de la fonte (0,379 t) : 0,379 × 0,004 = 0,0015 t de Mn. Reste à fournir : 0,096 − 0,0015 = 0,0945 t de Mn. Ferro‑manganèse fournit 0,78 t de Mn par tonne → \[ m_{\text{Fe‑Mn}} = \frac{0,0945}{0,78} \approx 0,121\ \text{t} \] - Chrome voulu : 0,4 % × 8 t = 0,032 t de Cr. Fonte fournit 0,0003 t de Cr par tonne → contribution de la fonte : 0,379 × 0,0003 = 0,00011 t de Cr. Reste à fournir : 0,032 − 0,00011 = 0,0319 t de Cr. Ferro‑chrome fournit 0,55 t de Cr par tonne → \[ m_{\text{Fe‑Cr}} = \frac{0,0319}{0,55} \approx 0,058\ \text{t} \] - Masse totale des additifs : 0,379 + 0,121 + 0,058 = 0,558 t. Masse de ferraille nécessaire : 8 t − 0,558 t = 7,442 t. **Réponse** : - Fonte brute : **0,38 t** - Ferro‑manganèse : **0,12 t** - Ferro‑chrome : **0,06 t** - Ferraille : **7,44 t** --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | Oublier de vérifier l’étanchéité du revêtement réfractaire du haut fourneau avant le chargement. | Infiltration d’air froid → refroidissement local, formation de croûtes, risque d’explosion de gaz. | Effectuer un test de pression à l’azote et une inspection visuelle chaque quart de travail; remplacer les zones endommagées avant le démarrage. | | 2 | Injecter de l’oxygène dans le convertisseur sans contrôler la température du bain (ex. : bain trop froid). | Oxydation incomplète, formation de dépôts solides (scories collées) pouvant obstruer les tuyères. | S’assurer que la température du bain est supérieure à 1500 °C avant l’injection d’O₂; utiliser un pyromètre optique ou une sonde thermocouple. | | 3 | Négliger la port d’un masque anti‑poussière lors de la manipulation de la chaux ou des ferro‑alliages en poudre. | Inhalation de particules irritantes → troubles respiratoires, risque de silicose à long terme. | Porter systématiquement un masque de classe P3; prévoir des postes de travail avec aspiration locale. | | 4 | Ajouter trop de chaux dans la poche en pensant améliorer la déphosphoration sans contrôler la basicité du laitier. | Laitier trop basique → formation de dépôts de calcium silicates qui peuvent coller aux parois de la poche et réduire le transfert de chaleur. | Mesurer le ratio CaO/SiO₂ du laitier par analyse rapide (titrage ou spectrométrie) et maintenir la basicité entre 1,2 et 1,8 selon l’opération visée. | | 5 | Ne pas purger la ligne d’argon avant l’injection pour l’agitation de la poche. | Présence d’oxygène résiduel → réoxydation du métal, augmentation des inclusions. | Effectuer un purge de 2‑3 volumes d’argon à débit élevé avant chaque injection d’alliage ou de désoxydant. | | 6 | Utiliser une température de dépassement (sur‑chauffe) du bain lors du décarburation à l’oxygène pour accélérer le procédé. | Évaporation excessive d’éléments d’alliage (Mn, Cr), perte de composition, risque de projection de métal chaud. | Limiter la sur‑chauffe à moins de 50 °C au-dessus de la température de liquéfaction du métal; surveiller en continu la composition du bain par analyse en ligne. | --- *Fin du cours.*