Le four électrique à arc : Histoire d’une technologie qui a permis l’émergence des aciers spéciaux

II. L’élaboration des aciers inoxydables : une conséquence du développement du four électrique à arc

The Electric Arc Furnace (E.A.F.). history of a technology at the root of special steels production

II. Stainless steel production: a consequence of E.A.F technology developments

Cercle d’Étude des Métaux, École Nationale Supérieure de Mines, 42023 Saint-Etienne Cedex 2, France
cemetaux@emse.fr

Reçu : 12 Juin 2014
Accepté : 17 Juin 2014

Résumé

L’élaboration des aciers inoxydables est dominée par le problème de l’obtention des très basses teneurs en carbone. La difficulté provient du fait que dans les pratiques habituelles d’affinage au four électrique, le Cr a tendance à s’oxyder avant le carbone; toute une métallurgie spécifique en résulte. Sont examinés successivement la réduction des minerais de Cr par carbothermie et silicothermie (procédé Perrin-Greffe), les équilibres thermo-chimiques entre Cr, C, O dissous dans le fer liquide, l’élaboration conventionnelle au four à arc avec une partie seulement du Cr mise en charge, les élaborations V.O.D. et A.O.D. permettant d’exploiter au mieux les équilibres physico-chimiques en favorisant l’oxydation du C au dépens de celle du Cr soit par mise sous vide (V.O.D) soit par emploi d’un gaz diluant (argon dans le procédé A.O.D.) du CO formé lors de la décarburation. Les tentatives de production à partir de fonte au chrome sont aussi décrites.

Abstract

The main problem in stainless-steel making is to reach very low carbon content. In usual refining practices in E.A.F. Cr is oxidized preferentially than C; as a consequence a specific metallurgy was developed. Thermodynamic equilibrium between Cr, C, O dissolved in liquid iron is discussed. A survey of the various processes involved is made, including reduction of chromium ore either by Carbon either by Silicon (Perrin- Greffe process), conventional refining in E.A.F, modern refining processes (A.O.D., V.O.D.) where diluting gas (argon in A.O.D.) or vacuum (V.O.D) are used to cope with thermodynamic equilibrium. Tentative routes of refining Cr containing hot metal are also described.