Le contrôle de l’émission des poussières dans un réacteur sidérurgique nécessite d’en comprendre les mécanismes de formation. Dans un four électrique à arc, la projection de gouttes par éclatement des bulles de CO à la surface du bain liquide est le mécanisme d’émission principal. Un dispositif expérimental a été développé pour visualiser cet éclatement avec une caméra rapide, et pour quantifier la formation de fines gouttelettes à l’aide d’un compteur de particules. Par ailleurs, l’évolution chimique des poussières dans le circuit de captage des fumées a été étudiée par une approche théorique et permet d’expliquer le partage du zinc entre la zincite (valorisable par hydrométallurgie) et le ferrite de zinc. ■ CONTEXTE Les procédés d’élaboration de l’acier donnent lieu à des émissions de poussière qui représentent 10 à 15 kg par tonne d’acier dans le cas d’un convertisseur et 15 à 25 kg par tonne d’acier dans le cas d’un four électrique à arc. Cette poussière est formée d’oxydes métalliques et réfrac- taires ainsi que d’éléments volatils provenant de la charge introduite dans le réacteur. Les ferrailles, qui constituent l’essentiel de la charge en filière électrique et une part croissante en filière fonte, contiennent une proportion de plus en plus grande de pro- duits galvanisés et sont donc de plus en plus riches en zinc. La présence de zinc dans les poussières de convertisseur limite leur recyclage au haut-fourneau pour lequel le zinc est un poison conduisant à la formation de garnis. Par ailleurs, la voie traditionnelle de mise en décharge des poussières de four électrique est condamnée à court terme par la réglementation française car certains éléments vola- tils de ces poussières, comme le zinc ou le plomb, sont toxiques pour l’environnement. Les efforts des sidérurgistes visent donc à améliorer la valo- risation des poussières : l’émission de zinc représente une ressource potentielle qu’il faut exploiter. La connaissance des mécanismes fins de formation des poussières est néces- saire pour identifier les moyens d’action disponibles et proposer des solutions techniques. ■ DE LA CARACTÉRISATION DES POUSSIÈRES À LEURS MÉCANISMES DE FORMATION La caractérisation des poussières fournit des indices essen- tiels pour comprendre leur origine et leur évolution dans le circuit de captage des fumées. Une analyse critique de la bibliographie, complétée par la caractérisation des poussières et des essais sur le four pilote de 6 tonnes de l’Irsid exploitant la technique des traceurs, a permis d’identifier les principaux mécanismes d’émission (fig. 1). Ces mécanismes sont : – la volatilisation, en particulier aux points chauds, par exemple à l’impact de l’arc (1) ou du jet d’oxygène (1’) ; – les projections à l’impact de l’arc électrique (2) et du jet d’oxygène (2’) ; La Revue de Métallurgie-CIT Avril 2001 399 La formation des poussières dans un réacteur sidérurgique * J.C. Huber, P. Rocabois, M. Faral, J.P. Birat (Irsid) F. Patisson, D. Ablitzer (École des Mines de Nancy) * Ce texte est la version actualisée d’une présentation aux Journées Sidérurgiques Internationales 2000 de l’ATS (Paris, 13-14 décembre 2000, Session 10). © La Revue de Métallurgie 2001. Cet aricle a été primé comme le meilleur article de l'année 2001 de la Revue de Métallurgie