Usine sidérurgique Arcelor Dunkerque (page 1/2)

Voici un site industriel actif, et bien actif. L'usine sidérurgique Arcelor Dunkerque, spécialisé dans les aciers plats carbone, possède trois haut-fourneaux (HF2, HF3 et HF4). Le HF4, avec un diamètre de creuset de 14m, est l'un des plus grand du monde. Le site comprend aussi une aciérie de 3 convertisseurs, 4 files de coulée continue à brames, un laminoir à chaud, un laminoir à froid et une cokerie.

Le moment me semble propice pour rappeler dans les grandes lignes le processus de fabrication de l'acier. Tout commence avec du minerais de fer et du coke. Le coke est du carbone quasiment pur, obtenu par distillation du charbon en vase clos dans les fours à coke (on fait chauffer du charbon à environ 1500°C à l'abris de l'air, ce qui provoque la gazéification des matières volatiles ; ne reste que le carbone. Les gazes sont ensuite traités par le pôle chimique de la cokerie). Le minerais de fer, c'est de l'oxyde de fer : du fer à l'état oxydé !

Le coke et le minerais de fer aggloméré sont chargés dans un haut-fourneau par le sommet (le gueulard) et par couches successives (une couche de minerais, une couche de coke, et ainsi de suite...). En bas du haut-fourneau, un anneau de tuyères souffle un vent chaud (plus de 1000°C). Sous l'effet de la chaleur, le coke brûle. Or, pour se produire, une réaction de combustion a besoin d'oxygène ; la combustion du coke "capture" donc l'oxygène de l'oxyde de fer et forme un gaz : le CO2. L'élément fer se trouve donc isolé et en descendant progressivement vers le bas du haut-fourneau (où la température atteint 2000°C), il fond. Sur le plancher de coulée on obtient donc du fer liquide riche en carbone : de la fonte, et la gangue du minerais qui a également fondu : le laitier. Laitier et fonte sont séparés par densité ; le laitier servira notamment à l'industrie cimentière, et la fonte continue son chemin vers l'aciérie.

Le rôle de l'aciérie est de faire baisser la teneur en carbone de la fonte pour obtenir... de l'acier. Pour ce faire, on charge la fonte dans un convertisseur à oxygène. Dans cet appareil, de l'oxygène est insufflé directement dans le métal liquide à l'aide de lances. A l'inverse du haut fourneau (où c'était le carbone qui capturait l'oxygène), c'est ici l'oxygène qui capture le carbone. La teneur en carbone est donc abaissée, on obtient de l'acier sauvage qui doit ensuite être affiné (au passage, une autre technique permet l'obtention directe d'acier sauvage : la fusion de ferraille dans un four électrique)

L'affinage de l'acier consiste à ajouter divers éléments en diverses proportions pour obtenir des aciers de propriétés et de qualités différentes. On affine notamment la proportion de carbone (et oui, encore lui!). Plus l'acier est riche en carbone, plus il est résistant à la charge mécanique et plus il est cassant (c'est pour cette raison que la fonte est un métal extrêmement fragile en cas de choc) ; à l'inverse, plus l'acier est pauvre en carbone, plus il est souple. Tout se joue entre 0 et 1% de carbone !

Après l'affinage, soit l'acier est coulé en lingots, soit on lui fait prendre une forme définie dans une coulée continue. Dans ce procédé, l'acier liquide est versé dans un moule sans fond dont les parois sont refroidies par de l'eau. L'acier se solidifie progressivement et on obtient, en fonction du type de moule utilisé, soit des billettes (ou blooms), soit des brames. Ces deux produits sont ensuite laminés après réchauffage : les billettes sont transformées en produits longs (poutres, rails), et les brames en produits plats (tôle, plaques). [Photos prises en octobre 2005]

 


Pour commencer, une vidéo tournée par mes soins en 2012 depuis la digue du Break. Elle montre les différentes parties de l'usine et un plan accéléré sur un gazomètre, ce qui permet de le voir monter de haut en bas en fonction du volume de gaz contenu.

 


 

 

Un des portique servant à décharger les minéraliers

 

Une sauterelle. Machine qui sert à former et à enlever les tas de matières premières

 

Le minerais de fer

 

La cokerie...

 

...ou la machine à nuages

 

 

 

La cokerie côté machines

 

Une des deux défourneuses (une Schalke!)

 

Suite>

Sidérurgie

Sommaire