Four à arc électrique - Définition

Qualité

Ces fours ne sont rentables qu’en utilisant des déchets métallurgiques. Ceux-ci, souvent mal contrôlés ou riche en impuretés ont eu des répercussions sur la qualité des aciers produits. En effet, certains éléments chimiques (comme le cuivre, l'étain, le molybdène ou le chrome sont très difficiles à ôter une fois dissous dans l'acier liquide, alors qu'ils sont fréquemment associés aux déchets métalliques.

Cette difficulté à maîtriser la pureté métallurgique a limité la production d'acier avec les fours électriques aux alliages les moins exigeants:

• pour le bâtiment, en produits longs (ronds à béton, poutrelles, ...) ou plat (palplanches, bardage,...)
• les produits plats pour l'équipement commun (boîtes de conserve soudées, ameublement,...)

Fonctionnement

Principe

Principe : Dans une enveloppe réfractaire (non fermée pour en évacuer les vapeurs), une forte tension électrique est appliquée entre des électrodes (graphite-carbone) et le métal à faire fondre. Cette tension fait jaillir un arc électrique. Les câbles électriques, l'enveloppe, le toit (ou la coupole) et certains éléments sont refroidis à l'eau ou un autre fluide caloporteur.
La température engendrée par l'arc dépasse 1800°C et peut atteindre les 3600°C. Une zone plus froide persiste entre les électrodes, problème qui est généralement résolu par des brûleurs gaz + oxygène ou un brassage électro-magnétique du métal en fusion.

Remplissage d'une poche par basculement de la sole

Certains fours fonctionnent en courant continu et ne sont alors équipés que d'une seule électrode.

Des ouvertures, ou le basculement du four permettent de récupérer le métal fondu et le laitier.

Consommation d'énergie

Elle est très variable selon l'âge et la qualité du four et selon les matériaux qu'on y entre.

Une tonne d'acier pour être produite dans un four à arc électrique nécessite en théorie environ 440 kWh par tonne. Le minimum théorique requis pour faire fondre une tonne de déchets d'acier est 300 kWh (point de fusion 1 520 °C/2768 ° F). Fabriquer de l'acier avec un arc électrique n'est donc économique que là où il y a abondance d'énergie électrique, avec un réseau électrique stable et bien développé.