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Optimisation de l’élaboration au four à induction des aciers moulés

20/11/2013

Projet R1A2091
Diffusion réalisée en 2012
Présentation du programme en Commission Technique de la Métallurgie des Aciers – mars 2012

Une étude relative à la métallurgie des aciers moulés au four à induction a été initiée en 2011, avec pour objectif, la maîtrise de leurs performances, et la fiabilisation des gammes opératoires, dans un contexte de dégradation constatée et probablement durable, de la qualité des ferrailles.
Cette étude est motivée par la concurrence des pays à bas coûts et la nécessité d’améliorer la qualité des produits ayant montré des défaillances en service résultant notamment de caractéristiques physico-chimiques insuffisantes.

Il s’agit donc dans ce projet de faire de la métallurgie au four à induction, et d’arriver à des qualités maîtrisées en aval, tout en utilisant des matières premières de qualités variables en amont.

Objectifs

Le projet doit apporter une réponse aux besoins exprimés par la Profession dans le domaine de l’élaboration du métal liquide :

  • améliorer la qualité métallurgique de l’acier en termes de maîtrise des teneurs en éléments résiduels néfastes et de teneurs en gaz dissous, de manière à optimiser la microstructure, la propreté micrographique et les caractéristiques mécaniques, notamment à basse température,
  • fiabiliser les processus de fusion et d’élaboration de l’acier et redéfinir les gammes opératoires pour le métal issu de la filière électrique par induction, sans la mise en oeuvre d’équipement spécifique coûteux de métallurgie secondaire,
  • optimiser les modalités de traitements thermiques en lien avec la composition chimique de l’acier.

L’enjeu est de diminuer les non conformités, voire les rebuts qui ont été constatés notamment sur des fournitures d’aciers destinées, par exemple, aux marchés du pétrole, de la marine, du T.P ou encore du ferroviaire.
Il s’agit également d’augmenter la valeur d’usage des produits moulés par une meilleure gestion de leurs caractéristiques physico-chimiques ainsi que l’image de marque de la fonderie française face à une concurrence étrangère parfois déloyale.

Travaux réalisés

Une enquête auprès de fondeurs d’aciers a montré que les secteurs TP, pétrole, transport terrestre ou ferroviaire sont intéressés par des aciers au carbone ou des aciers faiblement alliés présentant des caractéristiques mécaniques stables et en particulier des niveaux de ductilité élevés jusqu’à -40°C et ce, pour des épaisseurs allant jusqu’à 56 mm, voire au-delà.
Un autre souci des fondeurs, soulevé lors de l’enquête, concerne l’utilisation des ferrailles zinguées issues de la filière automobile et la pollution apportée par le zinc lorsque sa teneur devient excessive dans les pièces.

Points majeurs

Le programme des travaux prévus va consister à déterminer l’influence du mode d’élaboration, des teneurs en éléments résiduels et des conditions de traitement thermique sur les caractéristiques mécaniques (traction, résilience), de manière à approcher une composition chimique optimale qui permette de satisfaire les normes applicables ainsi que les spécifications des clients.

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