Технический перевод с французского языка на русский для студентов обучающихся по направлению бакалавриата «Технологические машины и оборудование». Уче

Le creuset porte le trou de coulée du laitier et, à un niveau inférieur, le trou de coulée de la fonte.

Une installation complète de haut fourneau comp rend : le haut fourneau proprement dit; le monte-charge; les récu pérateurs; les machines soufflantes; les accumulateurs pour le mine rai, le coke et le fondant.

Les charges solides, introduites par le gueulard so nt composées

:

•de minerais (oxydes de fer, à gangue souvent siliceuse,

contenant aussi quelques oxydes: CaO, MnO, MgO, A12O3, P2O5

...);

•de fondants calcaires (dans le cas d’un minerai siliceux) et alors composés essentiellement de carbonate d e cal cium, accompagné d’un peu d’oxyde de magnésium et d’un peu de silice;

Fig. 1. Haut fourneau

1 — benne de chargement; 2 — trémie; 3 — dispositif de fermeture; 4 — gueulard; 5 — cuve; 6— ventre; 7 — air chaud sous pression; 8 — creuset; 9 — trou de coulée de la fonte; 10 —

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évacuation du laitier; 11 — tuyères; 12 — étalage;13 — coke, fondant et minerai; 14 — récupération des gaz.

• de coke (carbone, cendres siliceuses, soufre). Ces charges descendent sous l’effet de leur poids et rencontrent un courant gazeux ascendant composé initialement d’azote et d’oxyde de carbone provenant de l’oxydation du coke par le vent au niveau des tuyères.

Il en résulte, du sommet de la cuve aux étalages, tout un ensemble complexe de réactions dont la plus importante est la réduction des oxydes de fer et qui aboutissent à l’élaboration:

a)de la fonte, solution à l’état liquide de carbone, de silicium, de manganèse dans le fer (94% environ) et

b)des laitiers (silicates complexes de calcium, de magnésium, d’aluminium et de fer).

Au gueulard se dégagent les gaz résultant des différentes réactions qui ont eu lieu et qui contiennent essentiellement de l’oxyde de carbone, du gaz carbonique, de l’azote avec un peu d’hydrogène et de vapeur d’eau.

Quand le creuset est plein, on procède à la coulée. On évacue d’abord le laitier, par la tuyère, puis on débouche le trou de coulée pour faire sortir la fonte. Si l’on veut des blocs appelés gueusent, on la fait le plus souvent couler dans les canaux en terre réfractaire placés dans le hall de l’usine où elle se solidifie. Mais ceci nécessitant un espace de grandes dimensions, on le réduit

considérablement avec les machines à couler les gueuses.

Quand la fonte est assez pure2 pour être moulée dès sa sortie du haut fourneau, on la reçoit dans les poches qui la déversent dans des moules. On obtient ainsi notamment de grands tuyaux pour conduites d’eau.

Enfin, si on doit le convertir immédiatement en acier, on la coule dans des poches pour la transporter aux mélangeurs.

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&. . ! 1 ! 1+:

1. allant en s’évasant — participe présent gérondif &

! : " !

". ) & ! ,

! & , !

! ! ,

! & "

! . 3 ! 1 :

la cuve tronconique, s’évasant légèrement vers le bas —

" , " ; la cuve tronconique, allant en s’évasant légèrement vers le

bas — " ,

" .

2. pur — , ! « ! !»,

propre — . ! pur

! « »:

quand la fonte est assez pure —

(! ! !);

une pièce pure — &;

une pièce propre — & ( ).

§4. FABRICATION DE L’ACIER

Les aciers s’obtiennent à partir de fontes blanches dites fontes d’affinage. Ces fontes contiennent toujours plus de 2,5% de carbone et les aciers ordinaires en contenant toujours moins de 1,4%1, la fabrication d’un acier à partir d’une fonte consiste donc essentiellement en l’élimination d’une grande partie de son carbone Cette élimination est réalisée par une oxydation, le carbone étant transformé en oxyde de carbone et en gaz carbonique.

Enfin, le fer lui-même est partiellement oxydé; mais cette oxydation est néfaste car il en résulte une diminution du

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rendement de l’opération, de plus la présence d’oxyde de fer dans un acier en diminue les qualités mécaniques. Il faut donc prévoir, après les oxydations du début, une réduction de l’oxyde de fer formé. C’est au cours de cette période de réduction que l’on pourra éliminer le soufre dont la teneur n’a pratiquement pas varié au cours de la période d’oxydation.

L’ensemble de ces deux phases — oxydation-réduction — constitue l’affinage de la fonte.

Les principaux procédés, d’élaboration de l’acier par affinage de la fonte sont: affinage par le vent; affinage sur sole; affinage au four électrique.

Tous les trois présentent deux grandes variantes dites procédé acide et procédé basique conformément à la nature chimique du garnissage réfractaire des appareils.

Aujourd’hui, l’affinage de la fonte se pratique exclusivement sur le métal liquide; cependant, la fonte ne passe pas directement du haut fourneau au convertisseur ou au four Martin, elle est conservée à l’état liquide dans de vastes poches de 200 à 2000 m3 de capacité, dites mélangeurs de fonte.

Cette pratique permet:

•de réunir, et ainsi d’homogénéiser, le produit de plusieurs coulées afin d’obtenir de plus grandes quantités d’acier de même composition;

•de rendre la marche de l’aciérie indépendante de celle du haut fourneau;

•d’achever la désulfuration de la fonte.

Une aciérie moderne pour l’affinage au convertisseur comprend en général les engins suivants:

•des convertisseurs disposés sur une même ligne où se fait l’affinage de la fonte;

•des machines soufflantes devant fournir le vent nécessaire à la marche des convertisseurs ;

•des mélangeurs pour maintenir la fonte liquide lorsque l’aciérie est installée près des hauts fourneaux; cubilots avec leurs

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accessoires (monte-charge, ventilateurs, etc.), devant fondre soit la fonte à affiner, soit les produits d’addition;

•des ponts roulants et des grues pour effectuer la manœuvre des poches, des lingotières, des lingots, etc.;

•des machines à vapeur ou électrique pour fournir la force motrice aux divers services de l’usine ;

•un atelier pour la préparation des matériaux réfractaires nécessaires à la réparation ou à la construction des convertisseurs ;

•divers accessoires tels que wagons à scorie, vérins pour la manœuvre des fonds de convertisseurs, etc.

Les convertisseurs, encore appelés cornues, comprennent deux types différents: les grands convertisseurs soufflés par le fond et les petits convertisseurs soufflés latéralement. Le convertisseur est formé d’une armature ou cuirasse en tôle de 15 millimètres d’épaisseur environ portant à l’intérieur un revêtement réfractaire.

La partie moyenne forme le corps ou panse; elle est cylindrique. Le bec est un tronc de cône raccordé à la panse par une portion de sphère.

Le fond du convertisseur, également en matériaux réfractaires, est percé de trous pour donner passage à l’air envoyé dans la

cornue par les machines soufflantes. Cet air est distribué par la boîte à vent. Le fond ne fait pas corps avec2 la cornue; il est rapporté et maintenu en place par des pièces de forme spéciale. La boîte à vent est fermée par la tôle de fond portant un regard pour permettre l’observation des tuyères; en cours de marche, ce regard est fermé par un volet.

Le convertisseur est porté par une ceinture en fonte ou en acier en une ou deux pièces que des étriers rivés sur la tôle maintiennent en place. Cette ceinture porte deux tourillons placés sur des paliers qui servent de support à la cornue. L’un des tourillons est creux et sert pour l’arrivée du vent qu’un conduit mène à la boîte à vent; l’autre est plein et porte un pignon denté.

En ordre de marche, le convertisseur a son axe vertical ; mais on doit pouvoir l’incliner pour le charger et ensuite pour effectuer

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la coulée. Pour cela, il tourne autour de l’axe des tourillons: le mouvement de rotation lui est communiqué par un piston hydraulique qui actionne une crémaillère commandant le pignon.

&. . ! 1 ! 1+:

1. ) & « ».

! , & +

, 1 !

& ! «a» participe présent (contenant) ! ! !

! :

Ces fontes contiennent toujours plus de 2,5% de carbone et les aciers ordinaires en contenant toujours moins de 1,4% ...—

1 + 2,5% ,

+ ! 1,4 % …

2. , faire corps avec «&

».

Le fond ne fait pas corps avec la cornue.

% ! 1 ,

& !, ,

2 ! ca!oc o e&v &.

§ 5. MÉTALLURGIE DU CUIVRE

Le cuivre natif existe en de très nombreux endroits, mais en petites quantités. Les seuls minerais industriels sont les minerais sulfurés, dont on tire 85% de la production mondiale de cuivre, et les minerais oxydés.

Minerais sulfurés. Le principal est la chalcosine Cu2S, dont on tire plus de 50% de la production mondiale du cuivre. Ensuite vient la chalcopyrite Cu2S·Fe2S3, qui est le minerai de cuivre le plus répandu.

Minerais oxydés. Le minerai principal est la malachite CO3Cu, Cu(OH)2. Citons encore la brochantite SO4Cu·3Cu(OH)2, la

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cuprite Cu2O, l’azurite 2CO3Cu·Cu(OH)2, la chrysocole SiO2·CuO·2H2O et l’atacamite CuCl2·3Cu(OH)2, assez abondante.

Le cuivre natif est simplement fondu, au four à réverbère, avec 5% de coke et ce qu’il faut de pierre à chaux pour obtenir une scorie fusible.

Les minerais sulfurés, concentrés et parfois grillés, sont fondus au four à réverbère ou au four à cuve ; on sépare une «matte» de Cu2S+FeS de la scorie; Dans un convertisseur à soufflage d’air, on désulfure la matte, additionnée d’un fondant siliceux pour séparer une scorie de SiO22FeO d’avec le cuivre brut (cuivre «blister»).

Les minerais oxydés riches, ou enrichis à plus de1 15% Cu, sont réduits par du coke, au four à cuve; on obtient le «cuivre noir».

On a pu récemment appliquer la flottation aux minerais oxydés, en utilisant des activants, tels que SNa ou SBa, qui rendent flottables CO3Cu et Cu(OH)2.

&. . ! 1 ! 1+:

1. à plus de... les minerais enrichis à plus de 15% Cu… —

, 15% 3u ...

... les minerais à moins de 4% Cu — , + 4% Cu !.

2. ) &

et ! ! « »: entre

10 et 5% Cu il est préférable, et au-dessous de 5% Cu il est nécessaire ...— + ! 10 5% + &,

+ ! ! 5% !.

§6. EXTRACTION DU SOUFRE

Le soufre libre existe en grande quantité en Sicile, en Louisiane et au Texas. Les dépôts de Sicile sont constitués par une roche (argile, gypse et calcaire) mélangés à environ 20% de soufre libre. Ce minerai est chauffé par combustion d’une partie de soufre

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et le gaufre fondu s’écoule; on le purifie par sublimation. Plus de 80% de la production mondiale de soufre est extraite en Louisiane et au Texas par une méthode ingénieuse, le procédé Frasch1. Le soufre, mélangé au calcaire, s’y trouve à des profondeurs de l’ordre de trois cents mètres sous des couches de sable, d’argile et de roche. On fore un trou dans le gisement et on y introduit quatre tuyaux concentriques. On envoie de l’eau surchauffée (155°C) dans les deux tuyaux extérieurs. Celle-ci fond le soufre qui se rassemble autour de l’extrémité ouverte. Grâce à un courant d’air comprimé envoyé dans le tuyau central et le tube concentrique, une mousse d’air, de soufre et d’eau se mélange et coule dans une très vaste cuve en bois où le soufre se solidifie sous forme d’un produit à 99,5% de pureté.

&. . ! 1 ! 1+:

1. le procédé Frasch – " (

! +

* ).

§7. PRÉPARATION DE L’ACIDE SULFURIQUE

Deux procédés de la préparation de l’acide sulfurique sont couramment utilisés:

•le procédé aux oxydes d’azote,

•le procédé de contact.

Dans tous les cas la réaction de base est la suivante: SO2+ l/2O2+2N2+H2O → H2SO4+2N2+59 kcal

c’est-à-dire qu’on oxyde l’anhydride sulfureux obtenu à partir de différentes matières, mais cette oxydation nécessite des catalyseurs et, selon qu’on opère par l’un ou l’autre des deux procédés cités plus haut, on effectue: soit un catalyse, en milieu homogène grâce aux oxydes d’azote, soit une catalyse en milieu hétérogène, en présence de platine ou d’oxyde de vanadium.

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Procédé aux oxydes d’azote.— Etant donné le caractère corrosif de l’acide sulfurique, on a uniquement travaillé dans des appareils en plomb d’où le nom de procédé des chambres de plomb, qu’on lui donne généralement.

Son principe consiste à mettre intimement en contact un mélange d’anhydride sulfureux et d’air avec les vapeurs nitreuses et l’eau de façon que le cycle des réactions se produise et qu’on obtienne de l’acide sulfurique à concentration 76%, qui s’écoule dans les chambres, tandis que l’excès d’air, enrichi en azote entraîne les vapeurs nitreuses, qui doivent être récupérées et recyclées. Cette récupération est basée sur une constatation de Gay-Lussac que les oxydes d’azote se dissolvent aisément dans l’acide sulfurique assez concentré; un tel acide peut être obtenu aisément par concentration de l’acide dilué mis en contact des gaz chauds provenant des fours à pyrite, d’où le schéma théorique de toute usine préparant l’acide sulfurique par ce procédé et comportant:

1.une installation permettant d’obtenir de l’anhydride sulfureux (en fait SO2+N2+O2) et, éventuellement d’éliminer les poussières contenues dans ces gaz;

2.une (ou plusieurs) tour, dite Glover, remplie d’un garnissage; 3.une série de chambres parallélépidiques, en plomb, vides; 4.une (ou plusieurs) tour, dite Gay-Lussac, également munie

d’un garnissage.

Vocabulaire aciérie (f) ( ) addition (f) ,

affinage (m) ( !) affinage de la font

bec (m)

boîte (f) à vent "

boue (f) " !

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brassage (m) ! ", ! "

! briquetage (m)

broyage (m) ! &, !

calcination (f) , + capacité (f) ! &, & &

charge (f) " concassage (m)

concasseur (m)

concentration (f)

convertisseur (m)

cornue (f)

coulée (f) &*, ,

creuset (m) !

cubilot (m)

cuivre (m) brut ! & cuve (f) "

déchets (m pl) , !,

dépôt (m) +,

dissolution (f pl)

étalages (m) (!) faux-fond (m) +

ferraille (f) + !,

fondant (m)

four (m) à cuve " &

four à réverbère + & &

four Martin ! &

fusion (f)

gangue (f)

goulotte (f) de chargement + grillage (m) +

grue (f) 2*!

gueulard (m) "

gueuse (f)

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