Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les non métaux intervenant en sidérurgie sont peu nombreux, il faut compter essentiellement l’oxygène, l’azote, le soufre et le carbone. A cette liste, il convient d’ajouter le phosphore qui représente une impureté nuisible. Le sujet de cet article traite des équilibres entre deux phases condensées, puis les équilibres de dissolution, pour lesquels une seule phase condensée est en équilibre avec une phase gazeuse. Les expressions d’enthalpies libres en fonction de la température ont été simplifiées pour être utilisables. Elles n’en restent pas moins suffisamment précises dans l'intervalle de températures considéré. Les équilibres entre le métal et chaque non-métal cité sont envisagés, ainsi que les principaux équilibres métal-phosphures.
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There are few non-metals in the steel industry, primarily oxygen, nitrogen, sulphur and carbon. To this list, we should add phosphorus which represents a detrimental impurity. The subject of this article deals with the balance between two condensed phases and dissolution equilibrium, for which only one condensed phase is in equilibrium with a gas phase. Free energy expressions based on temperature have been simplified. They are nevertheless sufficiently precise within the considered temperature range. The equilibrium between metal and each non-metal cited shall be considered, as well as major metal phosphides equilibrium.
Auteur(s)
-
Pierre PERROT : Professeur émérite, laboratoire de métallurgie physique - Université des Sciences et Technologies de Lille
INTRODUCTION
Les non métaux intervenant en sidérurgie, sont essentiellement l’oxygène, l’azote, le soufre, et le carbone, liste à laquelle il convient d’ajouter l’impureté dévalorisante que constitue le phosphore.
Nous considérerons successivement :
-
les équilibres entre deux phases condensées sous une pression gazeuse fonction de la température ;
-
équilibres de dissolution dans lesquels une seule phase condensée est en équilibre avec une phase gazeuse.
Cet article offre à l'ingénieur des expressions d'enthalpies libres en fonction de la température. Les expressions sont simplifiées pour être utilisables facilement, mais suffisamment précises dans l'intervalle de températures considéré. Les équilibres envisagés sont les équilibres métal-oxydes, métal-sulfures, métal-nitrures, métal-carbures et les principaux équilibres métal-phosphures.
Pour les références bibliographiques, se reporter au Pour en savoir plus [Doc. M 7 222].
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Équilibres métal-oxydes
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1. Équilibres entre phases condensées
1.1 Représentation des équilibres
Les équilibres entre un métal Me et un non métal X qui peut être gazeux (X = O, S, N, P) ou solide (X = C) seront toujours écrits de manière à placer une mole de X2 (ou une mole de C) dans le premier membre de l’équation :
( 1 )
Exemples :
L’enthalpie libre standard de l’équilibre (1) est directement reliée à la pression de X2 à l’équilibre Me/MenXp. En effet :
( 2 )
Si les composés Me et MenXp sont purs :
représente la pression de X2 à l'équilibre Me/MenXp.
1.2 Description thermodynamique
L'enthalpie libre standard d'une réaction Σνi Ai = 0 est donnée par ...
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Équilibres entre phases condensées
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LEHRER (E.) - On the iron-hydrogen-ammonia equilibrium - Z. Elektrochem., 36 (7), 460-473 (1930).
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(2) - ELLINGHAM (H.J.T.) - Reducibility of oxides and sulphides in metallurgical processes - J. Soc. Chem. Ind., 63, p. 125-33 (1944).
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(3) - DARKEN (L.S.), GURRY (R.W.) - The system iron-oxygen. I. The wustite field and related equilibria - J. Am. Chem. Soc., 67, p. 1398-1412 (1945).
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(4) - TEMKIN (M.) - Mixtures of fused salts as ionic solutions - Acta Phys. Chem. USSR, 20, p. 411-420 (1945).
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(5) - DARKEN (L.S.), GURRY (R.W.) - The system iron-oxygen. II. Equilibrium and thermodynamics of liquid oxide and other phases - J. Am. Chem. Soc., 68, p. 798-816 (1946).
-
(6) - REDLICH (O.), KISTER (A.T.) - Algebraic representation of thermodynamic properties and the classification of solutions - Industr. Eng. Chem., 40,...
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