SIDÉRURGIE
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
Les matières premières
Les minerais de fer
Les minerais de fer sont des oxydes : Fe3O4 (magnétite), Fe2O3 (hématite), des hydroxydes : Fe2O3H2O (goethite) et, plus rarement, des carbonates : FeCO3 (sidérose) et des silicates.
La gangue est formée d'oxydes, principalement de calcium, de silicium, d'aluminium et de magnésium. Au cours de la fusion réductrice, les oxydes de fer et quelques autres oxydes sont réduits. Les oxydes non réduits forment le laitier. Celui-ci doit avoir une bonne fluidité et être désulfurant.
Si la gangue permet d'obtenir la composition voulue du laitier sans addition de corps appelés fondants, le minerai est dit autofondant. Dans le cas contraire, le minerai est accompagné de fondants (calcaire, magnésie, plus rarement silice), ce qui appauvrit le lit de fusion et augmente le poids du laitier.
La richesse du minerai varie en sens inverse du poids de la gangue et des fondants nécessaires. Les minerais pauvres supportent mal les frais de transport. Par ailleurs, leur transformation en fonte et laitier consomme plus de coke, combustible coûteux et rare.
L'opération d'enrichissement consiste à éliminer une partie de la gangue.
Traitements mécaniques
Les traitements mécaniques comprennent la comminution (concassage et broyage) et le classement suivant la taille des morceaux.
Comminution
Par le concassage, on cherche à obtenir des morceaux limités à une dimension déterminée, supérieure toutefois à 10 mm. L'opération s'accompagne néanmoins de la production de fines particules de taille inférieure. Son but est de donner une charge calibrée. Les concasseurs utilisés sont à mâchoires, à cône, à cylindres et à marteaux. Les trois premiers types donnent un rapport de réduction limité, le dernier permet d'avoir un rapport de réduction important.
Le broyage fournit des morceaux de moins de 10 mm (ou, mieux, de 6 mm) en vue de l'agglomération, ou des morceaux de [...]
1
2
3
4
5
…
pour nos abonnés,
l’article se compose de 28 pages
Écrit par :
- Jean DUFLOT : ingénieur E.C.P., docteur ingénieur, directeur de l'Ecole supérieure de fonderie, chargé de cours titulaire au Conservatoire national des arts et métiers
Classification
Autres références
« SIDÉRURGIE » est également traité dans :
ACIER - Technologie
Dans le chapitre « Traitements thermiques des aciers » : […] Ces considérations sur la structure de l'acier, fonction des conditions de refroidissement, ont une grande importance pratique. Elles sont, en effet, à la base des divers traitements thermiques qui permettent d'attribuer à un acier un large éventail de propriétés. Le plus simple de ces traitements est le recuit , qui comporte soit un chauffage au-dessus du point de transformation Ac 1 – avec un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/acier-technologie/#i_2882
ACIER - Économie
Jusqu'au début des années 1970, l'analyse économique de la sidérurgie a été menée principalement sous l'angle de la production. Cela s'expliquait à la fois par l'aspect stratégique de la production d'acier et par le fait que cette dernière allait toujours croissant et répondait à une demande en constante augmentation sur le moyen et long terme. Tout a changé après la crise pétrolière de 1973 ave […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/acier-economie/#i_2882
ALLIAGES
Dans le chapitre « Alliages métalliques industriels » : […] Après ces considérations générales, nous pouvons maintenant nous intéresser à des alliages industriels. Les plus utilisés sont les aciers, qui présentent une palette particulièrement riche de produits, depuis ce qu'il est convenu d'appeler, plus ou moins péjorativement, la ferraille, jusqu'aux aciers inoxydables, en passant par les maragings , mis en œuvre pour des usages tels que les pièces soumi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/alliages/#i_2882
APPARITION DE L'INDUSTRIE DU FER
Les premières traces de l'industrie du fer sont attestées vers 1700 à 1500 avant J.-C. dans le sud du Caucase. À cette époque, les forgerons chalybes faisaient chauffer un mélange de minerai de fer et de charbon de bois dans un simple trou. Chez les Hittites, ce procédé primitif évolue vers le bas foyer, sorte de four semi-enterré dans lequel la combustion est activée par l'air insufflé au moyen d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/apparition-de-l-industrie-du-fer/#i_2882
APPARITION DES HAUTS-FOURNEAUX
En Occident, les premiers hauts-fourneaux apparaissent vraisemblablement dans la région de Liège durant la seconde moitié du xiv e siècle. Le principe est d'augmenter la taille des foyers pour accroître la production de fer. Cependant la réduction (élimination de l'oxygène) de minerais de fer mélangés au charbon de bois ne donne plus, dans les hauts-fourneaux, une masse pâteuse de fer mais un pr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/apparition-des-hauts-fourneaux/#i_2882
BESSEMER sir HENRY (1813-1898)
Ingénieur et industriel britanique, né le 19 janvier 1813 à Charlton (Hertfordshire) et mort le 15 mars 1898 à Londres, surtout connu pour avoir développé le premier procédé industriel de fabrication de l'acier (alliage de fer et de carbone de teneur intermédiaire entre le fer et la fonte). Fils d'un ingénieur et fondeur de caractères typographiques, Henry Bessemer montre très tôt des dispositions […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/bessemer-sir-henry/#i_2882
CHARBON - Industrie charbonnière
Dans le chapitre « L'usage sidérurgique » : […] Pour utiliser le charbon dans l'industrie sidérurgique, il faut d'abord le transformer en coke. Certains charbons, dits charbons à coke, chauffés à l'abri de l'air, ont la propriété de fondre vers 600 0 C puis de se solidifier à nouveau en un produit poreux et résistant, constitué essentiellement de carbone, que l'on appelle coke. Cette opération est réalisée dans des fours spéciaux (fours à coke […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/charbon-industrie-charbonniere/#i_2882
CHARPY GEORGES (1865-1945)
Après ses études à l'École polytechnique, Charpy y reste comme préparateur, et passe en 1889 une thèse de chimie sur l'étude des solutions salines. C'est au laboratoire central de la Marine, où il entre en 1892 comme ingénieur, qu'il commence à étudier les problèmes métallographiques. Il travaille alors sur les eutectiques et explique les propriétés des alliages antifriction en considérant qu'ils […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/georges-charpy/#i_2882
CHINE - Les régions chinoises
Dans le chapitre « La Chine du Sud-Est » : […] On peut distinguer, au sud des Qinling comme au nord, un gradin occidental élevé, une zone centrale déprimée, un gradin oriental élevé. Toutefois, le relief n'a pas la belle ordonnance qu'il a au nord et il est beaucoup plus accidenté. Le gradin occidental comprend, au pied des hautes montagnes méridiennes du Sichuan, un bassin déprimé, le Bassin rouge, séparé des plaines du Yangzi par les Dabash […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chine-les-regions-chinoises/#i_2882
CHINE - Histoire jusqu'en 1949
Dans le chapitre « Réorganisation politique et militaire » : […] Les deux siècles et demi qui précèdent l'unification des pays chinois par le royaume de Qin, en 221 avant J.-C., sont connus dans l'histoire sous le nom de « période des Royaumes combattants » (Zhanguo) . Pour l'historiographie traditionnelle, cette période commence avec la division, en 453, du royaume de Jin, au Shānxi et dans le nord du Henan, en trois plus petits royaumes : Zhao au nord, bien […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chine-histoire-jusqu-en-1949/#i_2882
FER - Minerais de fer
Dans le chapitre « Le commerce international » : […] Dans le passé, les distances avaient divisé le monde en marchés individuels des minerais de fer. À partir du milieu du xx e siècle on a assisté à l'approvisionnement des grandes sidérurgies par des minerais ayant accompli des trajets maritimes très longs, produits avec d'importantes économies d'échelle dans des mines de grande envergure situées notamment au Brésil et en Australie. À côté de l'a […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/fer-minerais-de-fer/#i_2882
FER, FONTE ET ACIER - (repères chronologiques)
— 1700-— 1500 Début de l'industrie du fer avec les premières traces, au Sud du Caucase, de foyers permettant la réduction (élimination d'oxygène) de minerais de fer au charbon de bois. Vers — 1250 Une lettre du roi hittite Hattusil III mentionne une épée en fer. — 1100-— 800 Réduction de minerais de fer au charbon de bois en Grèce. — 700 Réduction de minerais de fer en Europe du Sud. — 500 Ré […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/fer-fonte-et-acier-reperes-chronologiques/#i_2882
FLUORURES NATURELS
Dans le chapitre « Usages et importance économique » : […] La fluorine connaît trois usages industriels principaux. En premier lieu, dans la fabrication des aciers, elle rend plus fluide la scorie et facilite l'élimination du soufre et du phosphore. Le second débouché est l'industrie chimique : fabrication d'acide fluorhydrique, de fluor. Enfin, l'industrie céramique l'utilise pour son pouvoir opacifiant. Les autres usages sont plus restreints. Les crista […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/fluorures-naturels/#i_2882
FONTE AU COKE
Au début du xviii e siècle, la sidérurgie anglaise paraissait condamnée par un manque de charbon de bois causé par un déboisement intensif. Ce problème, vital, fut résolu par la mise au point par Abraham Darby (1678 ?-1717), dès 1709, d'un nouveau combustible à haut pouvoir calorifique, le coke, obtenu par pyrolyse du charbon minéral. Après 1780, l'usage du coke dans les hauts-fourneaux se généra […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/fonte-au-coke/#i_2882
INCLUSIONS, physique du solide
Presque tous les cristaux comportent des lacunes de cristallisation ou des cavités remplies par des corps à l'état gazeux, liquide ou solide. Ces inclusions sont connues depuis très longtemps puisque H. Sorby en donne les premières descriptions dès le début du xix e siècle, mais ce n'est que vers les années cinquante et sous l'impulsion de chercheurs comme G. Deicha en France, E. Roedder aux État […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/inclusions-physique-du-solide/#i_2882
KRUPP LES
L'ascension de l'entreprise Krupp au début du xix e siècle, sa toute-puissance de 1870 à 1960 et sa dislocation en 1967 constituent un parfait symbole de l'évolution de la sidérurgie à l'époque contemporaine en Allemagne, ainsi que des armements et des guerres modernes. Venue du commerce, la famille Krupp s'intéresse à la fonderie à la fin du xviii e siècle et y place ses avoirs. Friedrich Krupp […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/les-krupp/#i_2882
LIÈGE, ville
Dans le chapitre « Le défi de la reconversion » : […] À la veille de la Seconde Guerre mondiale, l'industrie liégeoise connut un certain redressement après les années de crise, grâce en particulier à l'achèvement du canal Albert reliant Liège à Anvers. Elle se maintint dans les années d'après guerre, son potentiel ayant été préservé pour l'essentiel. Elle fut toutefois confrontée dès 1959 à la crise charbonnière : peu à peu, les charbonnages cessère […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/liege-ville/#i_2882
MARTIN PIERRE-ÉMILE (1824-1915)
Pierre-Émile Martin, métallurgiste français, réussit le 8 avril 1864 la première fusion d'un mélange de fonte et de fer, sur la base d'un procédé d'obtention de l'acier par oxydo-réduction imaginé par René-Antoine Ferchault de Réaumur dès 1722. Cette technique prendra le nom de procédé Siemens-Martin. Pierre-Émile Martin naît le 17 août 1824 à Bourges, dans une famille de maîtres de forges de la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pierre-emile-martin/#i_2882
MÉTALLURGIE
Dans le chapitre « Acier au creuset et fonte de qualité au XVIIIe siècle » : […] Un horloger de Sheffield, Benjamin Huntsman, se plaint de l'irrégularité des loupes d'acier qu'on lui livre. Pour les homogénéiser, il parvient à trouver le réfractaire dont il fera des creusets ; grâce au coke, la température de fusion sera atteinte : pour la première fois l'acier est fondu (1740). Le procédé sera repris à l'échelle industrielle en Suisse, puis en France, au début du xix e siècl […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/metallurgie/#i_2882
MEXIQUE
Dans le chapitre « Le Mexique industriel : les héritages » : […] Le processus d'industrialisation du Mexique débute à la fin du xix e siècle. Les industries de biens de consommation, essentiellement le textile, s'installent alors à Mexico et dans les grandes villes du plateau central comme Puebla, ainsi qu'à Guadalajara à l'ouest. Des industries lourdes se développent plus au nord, à Monterrey, berceau de la sidérurgie et des grandes familles d'entrepreneurs […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mexique/#i_2882
MINES, Antiquité gréco-romaine
Dans le chapitre « Les techniques de la métallurgie extractive » : […] Un certain nombre d'opérations s'insèrent entre la sortie du minerai de la mine et la phase chimique de l'extraction même. À sa sortie de la mine, le minerai est dans son état brut, mêlé le plus souvent à la gangue filonienne. Il faut l'en séparer par concassage, broyage et lavage. Pour le concassage, des enclumes en pierre ont été utilisées, comme aux époques précédentes : on en trouve au Laurio […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mines-antiquite-greco-romaine/#i_2882
MONTLUÇON
Montluçon, sous-préfecture de l'Allier , est perchée, en situation défensive, sur une butte du fossé qui l'abrite. C'est une place forte avancée du Bourbonnais, qui connaît une période de prospérité sous les ducs de Bourbon, notamment aux xiv e et xv e siècles. À l'aube de l'ère industrielle, la ville, aux fonctions essentiellement de services, compte 5 000 habitants. La découverte du charbon à […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/montlucon/#i_2882
OURAL
Dans le chapitre « Une montagne traditionnellement vouée à l'industrie lourde » : […] L'Oural entre dans les circuits économiques aux xiv - xv e siècles. Les Novgorodiens viennent y chercher des fourrures et du sel. Passé sous la tutelle de la Moscovie à la fin du xv e siècle, il voit passer les pistes qui relient Moscou à la Sibérie, conquise à partir du xvi e siècle. Le peuplement et la mise en valeur de l'Oural ne s'engagent qu'avec Pierre le Grand, qui y développe l'activité […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oural/#i_2882
OXYGÈNE
Dans le chapitre « Le dioxygène en sidérurgie » : […] L' affinage au dioxygène de la fonte a pratiquement bouleversé cette industrie. Deux méthodes sont utilisées : soufflage à l'aide d'une lance au-dessus du bain (procédés L.D. et Kaldo), ou barbotage par insufflation à la base du convertisseur (procédé O.B.M.). On tend même à utiliser le dioxygène en amont de l'élaboration de l'acier dans celle de la fonte ; on rajoute du dioxygène dans les vents d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oxygene/#i_2882
PROCÉDÉ INDUSTRIEL DE FABRICATION DE L'ACIER
L'acier, alliage de fer et de carbone de teneur intermédiaire entre le fer et la fonte, est encore au milieu du xix e siècle un métal coûteux utilisé pour la fabrication d'outils de qualité. Avec le développement des chemins de fer et de l'armement, la nécessité d'une production en masse se fait sentir. Le premier procédé industriel de fabrication de l'acier date de 1856 ; il est dû à l'Anglais H […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/procede-industriel-de-fabrication-de-l-acier/#i_2882
PUDDLAGE
L'Anglais Henry Cort dépose en 1784 un brevet sur le puddlage pour transformer la fonte (alliage de fer et de carbone) en fer, peu après celui de Peter Onions (1783). Dans ce procédé, qui représente un progrès décisif pour les techniques d'affinage, la fonte, cassée en morceaux et mélangée à des scories riches en oxydes de fer, est décarburée (affinée) dans un four chauffé au coke. Dès la fusion, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/puddlage/#i_2882
SCORIES MÉTALLURGIQUES
On désigne sous le nom général de scories des sous-produits d'élaborations métallurgiques. Les anciens connaissaient déjà ces résidus et les Grecs les dénommaient skôria (scorie de fer), d'où dérive notre appellation moderne. On peut distinguer, suivant leur origine, les scories de réduction et les scories d'affinage. Ce sont naturellement les scories provenant de la métallurgie du fer qui sont l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/scories-metallurgiques/#i_2882
TECHNIQUES HISTOIRE DES
Dans le chapitre « L'Antiquité » : […] L'Antiquité verra les civilisations méditerranéennes passer d'une structure rurale disséminée à une structure partiellement urbanisée, bâtie autour d'un pouvoir politique fort. Le contexte géographique joue, au démarrage de cette évolution, un rôle capital. L'émergence d'une culture urbaine dans les vallées du Nil, du Tigre et de l'Euphrate peut être rapprochée, sur le plan du développement techn […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/histoire-des-techniques/#i_2882
VANADIUM
Dans le chapitre « Aciers et fontes alliés » : […] Le vanadium stabilise le fer α, avec lequel il donne une solution solide totale, et il a une très grande affinité pour le carbone. Ces deux caractères jouent un rôle essentiel dans les alliages fer-carbone (cf. acier - Technologie) : – il est alphagène et diminue la zone de stabilité de l'austénite au profit de celle de la ferrite, avec disparition du domaine austénitique pour des teneurs supéri […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vanadium/#i_2882
Voir aussi
Pour citer l’article
Jean DUFLOT, « SIDÉRURGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/siderurgie/