Utilisateur:Shinkolobwe/Sandbox 3
Essais modifier
Cette page est un bac à sable supplémentaire créé par Shinkolobwe (discuter) 10 mai 2023 à 22:00 (CEST)
Puddlage modifier
| Espèce chimique oxydant le carbone de la fonte | Où ? | Puddlage
sec |
Puddlage
gras |
|---|---|---|---|
| Oxygène (O2) de l'air | en surface du bain |  Oui
|
Oui
|
| FeO produit par l'oxydation du fer par l'O2 atmosphérique | dans la masse | Oui
|
Oui
|
| FeO rajouté au départ sous forme de scories | sur la sole |  Non
|
Oui
|
Procédé Martin-Siemens modifier
Principe de fonctionnement modifier
Le convertisseur Martin-Siemens fonctionne selon le principe d'un four à réverbère. La chaleur produite dans un premier compartiment y est réfléchie (réverbérée) par une voûte vers un second compartiment où se déroulent les réactions chimiques propres à l'affinage. La séparation physique de la zone de combustion fournissant l'énergie au système de celle où se déroule les réactions d'affinage, empêche tout contact direct du combustible (charbon, fuel) avec le matériau à affiner et limite dès lors les interactions indésirables.
Le four Martin-Siemens est équipé de dispositifs spéciaux de récupération de la chaleur, les régénérateurs, ce qui le distingue des anciens fours à réverbère et améliore significativement son efficacité énergétique.
Il est capable de traiter un mélange de fonte et de ferrailles afin d'éliminer plus finement le carbone excédentaire présent dans le métal en fusion. La surface du métal liquide est balayée par un flux d'air chaud. L'oxygène gazeux oxyde le carbone en monoxyde de carbone (CO), mais aussi une certaine fraction du fer métallique directement exposé à la surface du bain en fusion et transformé en oxydes de fer. Toutefois, loin de la surface du bain, le Fe(II) présent dans les oxydes de fer dispersés au sein de la masse de liquide en fusion peut à nouveau être réduit en fer métallique (Fe0) par le carbone et le CO, respectivement oxydés en CO et CO2, ce qui contribue également à éliminer le carbone excédentaire du mélange en fusion et à accélérer le processus de décarburation de la fonte.
Récupération de la chaleur par les régénérateurs modifier
Les régénérateurs représentent la principale caractéristique distinguant le four Martin-Siemens des fours à réverbère qui l'ont précédé. Les régénérateurs sont constitués de chambres comportant des conduits en briques réfractaires. Ces briques sont posées sur chant et également disposées en damier de manière à obtenir un grand nombre de petits passages entre les canaux[1]. Le squelette en briques des chambres de régénération comporte un très grand nombre de vides, ce qui augmente notablement la surface de contact entre les gaz et les briques et favorise ainsi les échanges thermiques gaz/solide.
Les gaz chauds résiduaires s'échappant du four du convertisseur traversent les chambres de régénération et chauffent les briques réfractaires qui accumulent la majeure partie de leur chaleur. Le flux gazeux est ensuite inversé, de sorte que les briques chauffées restituent la chaleur emmagasinée et préchauffent l'air entrant froid injecté pour oxyder en monoxyde de carbone (CO) le carbone contenu en excès dans la fonte.
Le principal avantage d'un régénérateur par rapport à un échangeur de chaleur (à récupération à contre-courant) est qu'il offre une surface de contact beaucoup plus élevée pour un volume donné, ce qui donne un volume d'échange réduit pour une densité d'énergie, une efficacité et une perte de charge données. Cela rend un régénérateur plus économique en termes de matériaux et de fabrication, par rapport à un récupérateur équivalent. L'invention du four à régénérateurs par Carl Wilhelm Siemens, également mise en oeuvre dans les fours de verrier, permit des économies d'énergie substantielles qu'il évalua lui-même en 1857 à 70–80% du combustible nécessaire à chauffer le four[2].
Acides de Lewis modifier
Quelques exemples de réaction des acides de Lewis modifier
- H+ + NH3 → NH4+
- B2H6 + 2H− → 2BH4−
- BF3 + F− → BF4−
- B(OH)3 + OH− → B(OH)4−
- B(OH)3 + H2O → B(OH)4− + H+
- Al2Cl6 + 2Cl− → 2AlCl4−
- AlF3 + 3F− → AlF63−
- SiF4 + 2F− → SiF62−
- PCl5 + Cl− → PCl6−
- SF4 + F− → SF5−
Tableau sans bordures avec les réactions modifier
Réactions mieux alignées Acide + Base → Complex H+ + NH3 → NH4+ B2H6 + 2 H− → 2 BH4− BF3 + F− → BF4− B(OH)3 + OH− → B(OH)4− B(OH)3 + H2O → B(OH)4− + H+ Al2Cl6 + 2 Cl− → 2 AlCl4− AlF3 + 3 F− → AlF63− SiF4 + 2 F− → SiF62− PCl5 + Cl− → PCl6− SF4 + F− → SF5−
- (en) Harbison-Walker Refractories Company (trad. Étude du foyer ouvert : Traité sur le four à foyer ouvert et la fabrication de l'acier à foyer ouvert), A study of the open hearth: A treatise on the open hearth furnace and the manufacture of open hearth steel, Kessinger Publishing, , 102 p. (ISBN 978-1-4367-5274-9, lire en ligne)
- (en) Gerhard Derge (trad. Fabrication d'acier à foyer ouvert en conditions basiques, avec supplément d'oxygène dans la fabrication de l'acier), Basic open hearth steelmaking, with supplement on oxygen in steelmaking. Third edition (The Seely W. Mudd Series), ASIN B00IJLRL40, The American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers, (lire en ligne)