Un four à oxygène basique (BOF) est la machinerie utilisée pour la purification de la fonte en oxydant les impuretés en laitier et en convertissant le reste en acier fondu avec une injection d’oxygène. C’est la principale méthode utilisée pour la production d’acier dans le monde entier. L’acier produit est testé chimiquement et peut être encore modifié par l’ajout d’alliages. Le procédé est appelé four à oxygène basique en raison de l’alcalinité du réfractaire et de l’ajout de matériaux alcalins lors de la production.
Une chaleur, ou un lot, commence par la structure du four elle-même, c’est-à-dire un récipient allongé. Le conteneur est garni de matériaux réfractaires alcalins tels que la magnésite et la chaux brûlée. Le réfractaire est nécessaire pour que la cuve résiste aux températures extrêmes et au niveau élevé d’oxydation qui se produisent dans le four à oxygène basique.
Le four est incliné à un angle et chargé, ou rempli, d’environ un tiers de déchets d’acier et de deux tiers de fonte brute fondue qui a été liquéfiée dans un haut fourneau. Des fondants de chaux ou de dolomie sont ajoutés. Un programme informatique utilise l’analyse chimique de la fonte brute pour déterminer les proportions optimales de fer, de déchets d’acier et de flux et pour programmer le temps de soufflage d’oxygène.
Le mélange est exposé à un courant d’oxygène pur insufflé à travers un tube refroidi à l’eau pendant environ 20 minutes. La hauteur de la pointe du flux d’oxygène dans le récipient peut être ajustée pendant le soufflage. Le processus est contrôlé et surveillé par un ordinateur.
Le carbone et le silicium contenus dans le mélange s’oxydent et créent un énorme volume de chaleur qui fait fondre la ferraille. Cette réaction chimique élève rapidement la température dans le four à oxygène basique à environ 3,000 1,649 ° Fahrenheit (XNUMX ° Celsius). Le silicium oxydé devient de la silice et se combine avec les fondants pour former des scories. Le soufre et le phosphore contenus dans le fer sont absorbés par le laitier. Le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone créés par le processus sont évacués par l’équipement de contrôle de la pollution.
Après soufflage d’oxygène, le four contient des couches d’acier fondu et de laitier. Le récipient est incliné pour permettre l’échantillonnage et le test du matériel purifié. Un récipient préchauffé appelé poche est mis en place sous le four à oxygène de base. L’acier en fusion est taraudé ou versé dans la poche. Les détecteurs fonctionnent pour éviter que les scories ne se mélangent à l’acier. L’acier peut être modifié avec des alliages de fer, de silicium ou de manganèse pour des usages spécifiques ou être envoyé à la coulée sans autre modification.
Une fois que tout l’acier est taraudé, le laitier est versé dans un conteneur séparé. Le laitier est refroidi et laissé se stabiliser pendant plusieurs mois. Passé ce délai, le laitier peut être broyé pour une utilisation ultérieure, souvent comme agrégat pour des projets de construction.