1. Réduction du minerai de fer (haut fourneau):
Il s'agit de l'étape principale où le minerai de fer (principalement l'hématite, Fe₂o₃) est réduit en métal de fer.
Réaction globale:
Fe₂o₃ (S) + 3CO (G) → 2FE (L) + 3CO₂ (G)
Réactions étape par étape:
* Réduction de l'hématite en magnétite:
Fe₂o₃ (s) + co (g) → fe₃o₄ (s) + co₂ (g)
* Réduction de la magnétite en wüstite:
Fe₃o₄ (s) + co (g) → 3Feo (s) + co₂ (g)
* Réduction du wüstite en fer:
Feo (s) + co (g) → fe (l) + co₂ (g)
2. Formation de scories:
Les impuretés dans le minerai de fer, comme la silice (Sio₂), réagissent avec le calcaire (caco₃) pour former des laises, qui est un mélange fondu de silicate de calcium (Casio₃).
Réaction:
Caco₃ (s) → Cao (s) + co₂ (g)
Cao (S) + Sio₂ (S) → Casio₃ (L)
3. Fer de porc à l'acier:
Le fer à porc, le produit du haut fourneau, contient des impuretés comme le carbone, le soufre, le phosphore et le silicium. Ces impuretés sont supprimées dans un processus appelé Steelmaking.
Processus de base de l'oxygène (BOF):
L'oxygène est soufflé dans le fer en fonte, oxydant les impuretés.
Réactions:
C (s) + o₂ (g) → co₂ (g)
S (s) + o₂ (g) → so₂ (g)
4p (s) + 5o₂ (g) → 2p₂o₅ (s)
Si (s) + o₂ (g) → sio₂ (s)
Processus du four à arc électrique (EAF):
La ferraille est fondue et raffinée à l'aide d'arcs électriques, qui éliminent également les impuretés par oxydation.
Réactions:
Similaire au processus BOF, mais avec une entrée d'énergie différente.
4. Alliage:
Pour produire des notes d'acier spécifiques avec des propriétés souhaitées, divers éléments comme le carbone, le manganèse, le chrome, le nickel et d'autres sont ajoutés à l'acier fondu.
Réactions:
Ces réactions sont complexes et varient en fonction des éléments d'alliage spécifiques.
Remarque: Ces équations représentent les principales réactions impliquées dans le raffinage du fer. Il existe de nombreuses autres réactions et sous-réactions dans les processus.
