L’acier de base fait référence à l’acier produit dans un four recouvert d’une substance basique plutôt qu’acide. La grande majorité de l’acier produit dans les sociétés industrielles est fabriqué de cette manière. Isoler la structure du four de la chaleur du four est un défi central dans la production d’acier. L’élimination des impuretés des mélanges de fer est un autre défi dans la production d’acier. Depuis les années 1950, des méthodes modernes d’isolation des parois des fours avec des substances à faible pH ou à faible teneur en acide ont été utilisées.
L’acier est principalement du fer, mais contient une petite quantité d’autres éléments dans le mélange. Ceci est souhaité car cela peut améliorer les propriétés matérielles de la substance, à savoir la dureté. Le carbone est l’élément le plus couramment ajouté à l’acier, mais le manganèse, le chrome et le tungstène sont également utilisés. Ces ajouts au fer de base sont appelés matériaux d’alliage. L’acier est beaucoup plus résistant que l’aluminium pur ou le fer eux-mêmes, mais il doit être fabriqué de manière particulière.
Au cours de la deuxième révolution industrielle, le procédé Bessemer pour la production d’acier en série a été découvert et largement appliqué. La principale innovation du processus était la capacité d’éliminer les impuretés du fer en fusion en soufflant de l’air à travers celui-ci. L’excès de silicium, de manganèse et de carbone est oxydé par l’air et peut alors s’échapper de la substance.
Pour éviter que la structure du four ne fonde lors de la fabrication de l’acier, qui peut impliquer des températures très élevées, le conteneur est revêtu d’un matériau réfractaire. Les réfractaires sont des substances qui conservent leurs propriétés physiques à des températures supérieures à 1,000 537.77 degrés Fahrenheit (XNUMX degrés Celsius). Dans la production d’acier de base, des réfractaires à faible pH sont utilisés. Dans le procédé Bessemer, la dolomie minérale était un réfractaire à faible pH couramment utilisé pour revêtir le conteneur lors de la fabrication de l’acier de base.
En 1952, un nouveau procédé de fabrication de l’acier connu sous le nom de procédé Linz-Donawitz, ou LD, a été mis au point. Plutôt que d’utiliser la technique Bessemer consistant à souffler de l’air à travers le fer en fusion, on utilise à la place de l’oxygène pur. Une oxydation accrue du fer permet d’éliminer plus efficacement les impuretés. Les fours modernes peuvent convertir 350 tonnes de fer en acier en moins de 40 minutes. Le procédé LD de fabrication de l’acier de base produit également moins de pollution de l’air que le procédé Bessemer.
Les réfractaires basiques permettent d’éliminer plus efficacement les impuretés soufrées et phosphorées que les réfractaires acides. Une fois que l’oxygène est soufflé à travers le fer, les impuretés partent sous forme de gaz ou forment un laitier qui flotte à la surface. Le carbone oxydé s’échappe sous forme de monoxyde de carbone ou de dioxyde de carbone. D’autres impuretés forment de nouveaux composés qui se séparent du mélange, laissant de l’acier basique.