Convertisseur (métallurgie)
Un convertisseur est un réacteur chimique qui transforme le fer brut en acier.
La fonte brute, appelée fonte brute, qui est le produit d'un haut fourneau, contient jusqu'à 4 % de carbone. Elle est trop dure et trop cassante pour être utilisée de manière significative. Le carbone doit d'abord être brûlé pour produire de l'acier. Ce processus est appelé conversion et le réacteur est un convertisseur.
Le premier convertisseur a été inventé par Sir Henry Bessemer en 1856. Il a construit un grand récipient en forme de poire avec des buses (tuyères) pour l'air dans le fond. De la fonte brute en fusion provenant d'un haut fourneau était versée dans le convertisseur, puis de l'air était pompé au fond à haute pression. Il en résultait un bruit fort et une flamme pouvant atteindre 20 mètres à l'embouchure du convertisseur. Au bout de dix minutes, toute la fonte brute était devenue de l'acier. Le convertisseur Bessemer a été le premier réacteur réussi à transformer de la fonte brute en acier, et l'ère de l'acier a commencé. L'acier était désormais abondant et bon marché.
Cependant, l'acier devient meilleur si on n'y insuffle que de l'oxygène. L'air contient de l'azote, qui est nocif pour certaines qualités d'acier. Un convertisseur moderne appelé four à oxygène de base utilise de l'oxygène pur au lieu de l'air. Il a été inventé en 1949 en Autriche.
Le convertisseur d'oxygène de base moderne est un grand récipient en forme de citrouille qui est fabriqué en acier et revêtu de matériaux réfractaires tels que l'oxyde de calcium et l'oxyde de magnésium ; le récipient peut donc résister à la température élevée du métal en fusion.
La fonte brute en fusion et la ferraille sont chargées dans le convertisseur. La ferraille est généralement rouillée et contient de l'oxygène, de sorte qu'une partie de la rouille réagit avec la fonte brute, brûlant le carbone et créant de la chaleur qui fait fondre la ferraille. Une fois que toute la ferraille a fondu, un tuyau spécial appelé "lance à oxygène" est descendu dans la fonte brute, et un coup très rapide et fort d'oxygène y est insufflé. L'oxygène brûle tout le carbone et mélange soigneusement l'acier liquide. Une fois que tout le carbone a été brûlé, un peu de carbone supplémentaire est inséré pour élever le contenu au niveau souhaité. Le résultat est de l'acier liquide, qui est ensuite soutiré et amené au laminoir pour fabriquer des produits en acier.
Les convertisseurs Bessemer à l'ancienne
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'un convertisseur ?
R : Un convertisseur est un réacteur chimique qui transforme le fer brut en acier.
Q : Comment appelle-t-on le fer brut ?
R : Le fer brut est appelé fonte brute, qui est le produit du haut fourneau et contient jusqu'à 4% de carbone.
Q : Qui a inventé le premier convertisseur réussi ?
R : Le premier convertisseur réussi a été inventé par Sir Henry Bessemer en 1856.
Q : Comment fonctionne un convertisseur basique à oxygène moderne ?
R : Un four à oxygène basique moderne utilise de l'oxygène pur au lieu de l'air et se compose d'une grande cuve en forme de citrouille fabriquée en acier et revêtue de réfractaires tels que l'oxyde de calcium et la ligne d'oxyde de magnésium afin que la cuve puisse résister à des températures élevées. La fonte brute en fusion et la ferraille sont chargées dans le convertisseur, puis un tuyau spécial appelé "lance à oxygène" est abaissé dans la fonte brute, et un souffle très rapide et vif d'oxygène est insufflé pour brûler tout le carbone. Une fois que tout le carbone a été brûlé, un peu de carbone supplémentaire peut être inséré pour augmenter le contenu au niveau souhaité, ce qui donne de l'acier liquide qui peut être soutiré pour la production de laminoirs.
Q : Que se passe-t-il lorsque de l'air contenant de l'azote entre dans le processus ?
R : L'air contenant de l'azote peut être nocif pour certaines catégories d'acier, il ne doit donc pas entrer dans ce processus.
Q : Qu'a fait l'invention de Bessemer pour la production d'acier ? R : L'invention de Bessemer a permis une production abondante et bon marché de l'acier, ouvrant ainsi une ère de disponibilité accrue de ce matériau.
