Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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André RIST : Ingénieur des Arts et Manufactures - Professeur de Métallurgie extractive à l’École Centrale des Arts et Manufactures - Ingénieur-Conseil à l’IRSID
-
Marie-Françoise ANCEY-MORET : Licenciée ès Sciences - Ingénieur à l’IRSID (St-Germain-en-Laye)
-
Christian GATELLIER : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de Chimie de Toulouse - Docteur-Ingénieur - Ingénieur au Département de Physico-Chimie Métallurgique de l’IRSID (Maizières-lès-Metz)
-
Paul Victor RIBOUD : Ingénieur Civil des Mines de Nancy - Docteur ès Sciences - Adjoint au Chef du Département de Physico-Chimie Métallurgique de l’IRSID (Maizières-lès-Metz)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La thermodynamique appliquée aux réactions métallurgiques permet de résoudre plusieurs types de problèmes dont dépendent dans une très large mesure :
-
la qualité et la quantité du métal produit ;
-
la nature et la quantité des diverses matières nécessaires à son élaboration ;
-
la nature et la quantité de l’énergie mise en jeu ;
-
le choix des procédés d’élaboration et de leurs conditions opératoires.
À l’aide des fonctions d’état qu’elle définit et de ses deux principes fondamentaux classiques, la thermodynamique permet en effet de calculer les quantités de matière, de chaleur et de travail échangées entre différents systèmes dans des conditions déterminées, et de trouver les conditions qui annulent ces échanges (équilibre) ou leur donnent un sens déterminé. Le métallurgiste l’utilisera donc lorsqu’il s’agira pour lui :
-
de prévoir les réactions possibles ou impossibles dans des conditions que tantôt il choisit, tantôt il subit ;
-
de prévoir la composition, la température et la pression des phases au terme des réactions possibles, c’est-à-dire à l’équilibre ;
-
de prévoir les consommations d’énergie associées aux transformations qu’il veut produire.
Les lois de la thermodynamique sont indépendantes du temps et il faut recourir à la cinétique pour connaître la durée des transformations, mais la connaissance de l’équilibre que donne la thermodynamique joue un rôle de premier plan en métallurgie à haute température car il est souvent atteint, au moins localement au contact entre phases, et, lorsqu’il ne l’est pas, il intervient dans les lois cinétiques.
Dans les problèmes qui sont de son ressort, la thermodynamique métallurgique fait usage d’une quantité considérable d’informations expérimentales issues du laboratoire, qui, traduites dans son langage, forment un corps de données organisées et faciles à mettre en œuvre.
Le présent article offre à l’ingénieur sidérurgiste :
-
quelques rappels sur le langage thermodynamique ;
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une sélection des données numériques les plus utiles dans l’élaboration de la fonte et de l’acier ;
-
de nombreux exemples d’application donnant, pour des cas précis, le mode d’emploi des données et illustrant le type de problèmes qu’elles permettent de résoudre.
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Présentation
Équilibres sidérurgiques. Application des principes de la thermodynamique2. Présentation des données thermodynamiques d’intérêt sidérurgique
Nous présentons ci-après les données thermodynamiques utiles aux sidérurgistes, dans l’ordre de l’inventaire du paragraphe 1.11. Nos sources de données numériques sont tantôt des articles originaux, tantôt des compilations récentes [repérées dans les références bibliographiques par le signe (*)].
2.1 Réactions chimiques standard entre corps purs
Pour étudier les réactions entre corps purs, les données de base sont les variations d’enthalpie libre standard de formation des composés.
HAUT DE PAGE
Le tableau 1 contient les réactions simples les plus utiles en sidérurgie :
-
formation des composés binaires (carbures, nitrures, oxydes, sulfures, ...) à partir des éléments ;
-
formation des composés ternaires (aluminates, carbonates, ferrites, phosphates, silicates, ...) à partir des éléments ou à partir de composés binaires intermédiaires.
Dans l’état initial (réactifs) et l’état final (produits), les corps sont dans les états standard classiques en chimie : corps purs dans leur état physique stable à la température considérée, la pression étant de 1 atm pour chaque gaz pris séparément.
...
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Présentation des données thermodynamiques d’intérêt sidérurgique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KUBASCHEWSKI (O.), EVANS (E.L.), ALCOCK (C. B.) - Metallurgical thermochemistry. - 504 p., 14 × 22, 94 fig., 4e éd., Pergamon Press (1967) (*).
-
(2) - JANAF - Thermochemical tables. - 2e édition, United States Dept. Commerce, National Bureau of Standards (1971) (*).
-
(3) - BARIN (I.), KNACKE (O.) - Thermochemical properties of inorganic substances. - 975 p., Springer Verlag (1973) (*).
-
(4) - ELLIOTT (J. F.), GLEISER (M.), RAMAKRISNA (V.) - Thermochemistry for steelmaking. - Vol. I, Addison-Wesley Publ. Co. (1960) (*).
-
(5) - ELLIOTT (J.F.), GLEISER (M.), RAMAKRISNA (V.) - Thermochemistry for steelmaking. - Vol. II, Addison-Wesley Publ. Co. (1963) (*).
-
(6) - SCHICK (H. L.) - Thermodynamics of certain refractory compounds. - Vol. 1 : Discussion of theoretical...
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