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La production des aciers inoxydables: Histoire de son développement et des procédés de fabrication. Partie II. Évolutions de l’élaboration des aciers inoxydables au four électrique à arc. La tentation de la fonte au chrome et la production d’aciers inoxydables dans l’usine intégrée

Stainless steels making: history of developments. Part II: Processing in electric arc furnace; refining of chromium containing hot metal; stainless steels production in integrated steel-plants

¹ Cercle d’Études des Métaux, École Nationale Supérieure des Mines, 42023 Saint-Étienne Cedex 2, France
² Centre de Recherches UGITECH, 73400 Ugine, France
³ Université de Grenoble SIMaP, 38000 Grenoble, France

^* e-mail: jean.saleil@orange.fr

Reçu : 11 Décembre 2019
Accepté : 18 Mars 2020

Résumé

La production d’aciers inoxydables à bas carbone a nécessité la mise au point de procédés d’affinage complexes, depuis (i) la décarburation (affinage oxydant) initialement dans le seul four à arc, jusqu’aux méthodes (ii) d’affinage sous vide (VOD) puis avec dilution à l’argon (AOD). Les tentatives d’affinage de la fonte au chrome ont nécessité d’adapter des convertisseurs d’affinage à l’oxygène en usage dans les aciers non alliés (Kaldo, convertisseurs à soufflage par le fond), mais c’est le procédé AOD qui a eu le dernier mot. Des exigences qualitatives particulièrement sévères ont nécessité la mise au point de procédés spécifiques : refusion ESR (propreté inclusionnaire), VOD poussé (très basses teneurs en C et N) ; refusion sous pression (PESR pour les nuances fortement renitrurées), métallurgie des poudres. Des filières modernes de production d’aciers inoxydables en produits plats dans des usines intégrées se sont aussi greffées sur la chaîne traditionnelle de traitement de la fonte (haut-fourneau, convertisseur, coulée continue, train à bandes).

Abstract

Production of low carbon stainless steels implies specific and complex refining processes, starting with melting and refining in EAF, and proceeding further with refining under vacuum (VOD) or with Ar dilution (AOD). Increasing quality requirements for the most stringent specifications resulted in more specific refining processes: ESR remelting (cleanliness), deep VOD (ultralow C&N content), PESR (high nitrogen content), powder metallurgy. Refining of chromium containing hot metal was performed in adapted converter used for refining non-alloyed hot metal (Kaldo, QBOP) for carbon steels production. EAF melting and AOD refining is nowadays the most widespread route of production of stainless steel, however some integrated steel plants for low alloyed flat products (blast furnace hot metal, converter, continuous casting, continuous strip rolling) designed specific routes for stainless steels production.