La fabrication de l'acier au four à arc électrique repose surélectrodesPour générer des arcs électriques, l'énergie électrique est convertie en énergie thermique, permettant la fusion de la charge du four et l'élimination des impuretés telles que le soufre et le phosphore. Des éléments nécessaires (carbone, nickel, manganèse, etc.) sont ajoutés pour la fusion d'aciers ou d'alliages aux propriétés variées. Le chauffage électrique permet un contrôle précis de la température du four et la production de gaz résiduaires à basse température. Le rendement thermique d'un four à arc électrique est supérieur à celui d'un four à convertisseur.
Le développement technologique de la sidérurgie par four électrique à arc (FEA) a une histoire d'environ un siècle. Bien que d'autres méthodes soient constamment confrontées aux défis et à la concurrence, notamment l'impact de la production d'acier à haute efficacité par oxycombustion, la part de la production d'acier par FEA dans la production mondiale d'acier ne cesse de croître. Au début des années 1990, l'acier produit par FEA représentait un tiers de la production mondiale totale. Dans certains pays, le FEA était la principale technologie de production d'acier, et la part de l'acier produit par fusion au FEA était jusqu'à 70 % supérieure à celle de l'Italie.
Dans les années 1980, la production d'acier par four à arc électrique (EAF) s'est largement répandue, notamment grâce à la coulée continue. Un procédé de production économe en énergie s'est progressivement mis en place, comprenant le préchauffage des ferrailles, la fusion, l'affinage, la coulée continue et le laminage continu. Le four à arc électrique était principalement utilisé pour le traitement rapide des ferrailles comme matière première dans la production d'acier. Afin de surmonter les problèmes d'instabilité de l'arc des fours à arc alternatif (CA) à très haute puissance, les déséquilibres de courant liés à l'alimentation triphasée et leur impact important sur le réseau électrique, des recherches ont été menées sur le four à arc continu (CC), qui a ensuite été mis en application industrielle au début du XXe siècle.
Au milieu des années 1990, le four à arc CC utilisant seulement 1 racine de l'électrode en graphite a été largement utilisé dans le monde dans les années 90 (2 avec certains fours à arc CC à électrode en graphite).
La réduction significative de la consommation d'électrodes en graphite constitue le principal avantage du four à arc continu. Avant la fin des années 1970, la consommation d'électrodes en graphite par tonne d'acier dans un four à arc alternatif était de 5 à 8 kg, représentant 10 à 15 % du coût total de l'acier. Malgré plusieurs mesures prises pour réduire cette consommation à 4-6 kg, soit 7 à 10 % du coût de production, et grâce à l'utilisation de procédés d'élaboration d'acier à haute et très haute puissance, la consommation d'électrodes est réduite à 2-3 kg/T d'acier. Enfin, le four à arc continu n'utilise qu'une seule électrode en graphite, ce qui permet de réduire sa consommation à moins de 1,5 kg/T d'acier.
La théorie et la pratique montrent toutes deux que la consommation unitaire d'électrode en graphite peut être réduite de 40 % à 60 % par rapport au four à arc AC.
Date de publication : 6 mai 2022