Immersion des métaux réactifs

Immersion des métaux réactifs

ANALYSE DE RÉSULTATS MATHÉMATIQUES OBTENUS PAR UN PLAN DE CRIBLAGE

Les plans de criblages sont conçus pour identifier les facteurs les plus importants affectant une réponse. Afin d’identifier l’impact de la chimie du ferrosilicium, la teneur des éléments chimiques a été utilisé comme facteurs. La réponse utilisée est le recouvrement de magnésium ou de strontium.

Les plans de criblage des ferrosilicomagnésium

Selon une analyse des résultats d’analyse mathématique du logiciel « Statgraphics Centurion XV » [18], différents éléments chimiques peuvent aider ou nuire au meilleur recouvrement de magnésium ou du strontium. Dans la production de ferrosilicomagnésium, il est vrai qu’un taux plus élevé de silicium permet aux deux métaux réactifs de se stabiliser plus facilement. Il est également exact d’affirmer qu’une teneur plus élevée en terres rares peut nuire à un bon recouvrement car les terres rares se combinent, elles aussi, au silicium pour former un composé stable. Toutefois, l’optimisation du recouvrement par l’augmentation de la teneur en aluminium ou en calcium est un résultat
mathématique sans analyse et compréhension de la réponse donnée. Les données utilisées dans le plan de criblage proviennent d’analyses de ferroalliage après immersion, bref après affinage, ajout des additifs et immersion. Comme décrit précédemment, l’affinage du calcium et de l’aluminium génère une importante partie de la scorie. Donc, un produit ayant une basse teneur en
aluminium ou calcium sera très souvent accompagné d’une quantité de scorie plus élevée. En proposant l’utilisation d’une teneur plus élevée en calcium et aluminium, le plan de criblage mathématique propose d’éviter les productions nécessitant plus d’affinage où la quantité de scorie est plus importante. Il est alors possible de considérer que l’ajout de calcium ou d’aluminium n’est pas nécessaire afin d’augmenter le recouvrement.

Les plans de criblage des ferrosilicostrontium

Dans le cas des ferrosilicostrontium, les résultats obtenues des travaux de Mme Mélanie Brassard [27] ont démontrées qu’un taux plus élevé en silicium permet au strontium de se stabiliser plus rapidement lors de production de ferrosilicostrontium à base de 50%. Pour les ferrosilicostrontium fait à partir de ferrosilicium 75%, ils ne fournissent pas la même réponse. Le silicium contenu est en quantité suffisante pour permettre une création de la phase SrSÏ2. Bref,l’augmentation de silicium reste souhaitable mais l’impact est moins crucial. Dans la majorité des simulations effectuées, il est suggérer d’augmentation la teneur en aluminium pour optimiser le recouvrement des ferrosilicostrontium 75%. Encore une fois, ceci est le résultat mathématique sans analyse et compréhension de la réponse donnée. Le même résonnement peut être tiré soit que les réponses
mathématiques suggèrent l’augmentation d’aluminium pour en fait signifier l’impact majeur de la scorie. Bine qu’il soit difficile de comparer les résultats des ferrosilicomagnésium et ferrosilicostrontium, il est possible de dire que le strontium et le magnésium sont deux métaux qui réagissent beaucoup avec la scorie et qui nécessite une quantité non négligeable de silicium pour se stabiliser autrement ils s’oxydent facilement.

Les analyses du taux de silicium

La figure 4.1 présente l’analyse des données 2007-2008 concernant l’effet du taux de silicium sur le recouvrement de magnésium. Malheureusement ce graphique demeure vague et imprécis dû au nombre élevé de points. Le regroupement des pourcentages de silicium avant immersion par variation de 1% permet d’obtenir un deuxième graphique présenté à la figure 4.2. Selon le haut coefficient de corrélation de la courbe de tendance, un taux plus élevé de silicium permet un meilleur recouvrement. Des analyses similaires ont permis d’étudier l’effet du taux de silicium sur le recouvrement du strontium. Les résultats sont présentés dans les graphiques des figures 4.3 et 4.4.

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Table des matières

RÉSUMÉ
ABSTRACT
REMERCIEMENTS
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES ABRÉVIATIONS ET SYMBOLES
CHAPITRE 1 INTRODUCTION
1.1 CONTEXTE
1.2 DESCRIPTION DU PROCÉDÉ DE PRODUCTION
1.2.1 Coulée de ferrosilicium
1.2.2 La station d’affinage.
1.2.3 Immersion des métaux réactifs
1.2.4 Opérations après immersion
1.2.5 La coulée en couche mince
1.2.6 Le concassage
1.3 PROBLÉMATIQUE
1.4 DONNÉES RECUEILLIES 1
1.4.1 Alliages avec magnésium
1.4.2 Alliages avec strontium
1.5 CALCUL DES RECOUVREMENT
1.6 BUT ET OBJECTIFS DU TRAVAIL PROPOSÉ
CHAPITRE 2 REVUE DE LITTÉRATURE
2.1LEFERR0SILICIUM
2.2 LE MAGNÉSIUM
2.3 LE STRONTIUM
2.4 LA SCORIE
2.5 LE SILICIUM
2.6 LA TENSION DE VAPEUR
2.7 LES PRODUITS FERROSILICOMAGNÉSIUM ETFERROSILICOSTRONTIUM
2.7.1 Effet des ferroalliages dans les fontes grises
2.7.2 Effet des ferroalliages dans les fontes ductiles
CHAPITRE 3 MÉTHODOLOGIE ET PROCÉDURE EXPÉRIMENTALE
3.1 MÉTHODOLOGIE
3.2 DESCRIPTION DE LA PROCÉDURE EXPÉRIMENTALE
3.2.1 Méthode de sélection des échantillons et préparation pour l’analyse optique des phases
3.2.2 Les analyses chimiques
3.2.3 La chimie de la scorie
3.2.4 La quantité de scorie
3.2.5 Le concassage des produits à valeur ajoutée
3.2.6 La microdureté des phases
CHAPITRE 4 RÉSULTATS ET ANALYSES
4.1 ANALYSE DE RÉSULTATS MATHÉMATIQUES OBTENUS PAR UN PLAN DE CRIBLAGE
4.1.1 Les plans de criblage des ferrosilicomagnésium
4.1.2 Les plans de criblage des ferrosilicostrontium
4.1.3 Les analyses du taux de silicium
4.2 ANALYSES DES PHASES
4.2.1 Analyse des phases par microscope optique
4.2.2 Analyse des phases par le MEB
4.3 LA SCORIE
4.3.1 Chimie
4.3.2 Quantité
4.3.3 Essai d’ajout de chaux
4.4 L’IMMERSION DES MÉTAUX RÉACTIFS
4.4.1 Immersion du magnésium
4.4.2 Immersion du strontium
4.4.3 Paramètres d’immersion
4.4.4 Essai de protection lors de l’immersion
4.5 LA COULÉE EN COUCHE MINCE
4.5.1 Coulée des ferrosilicomagnésium
4.5.2 Coulée des ferrosilicostrontium
4.5.3 Refroidissement des ferroalliages
4.6 LE CONCASSAGE
4.6.1 Les ferroalliages avec magnésium
4.6.2 Les ferroalliages avec strontium
4.6.3 La microdureté des différentes phases
4.7 LE PROCÉDÉ EN GÉNÉRAL
4.7.1 Les pertes de magnésium
4.7.2 Les pertes de strontium
CHAPITRE 5 CONCLUSIONS
CHAPITRE 6 RECOMMANDATIONS POUR LES TRAVAUX FUTURS
RÉFÉRENCES
ANNEXE 1 : DIAGRAMME DES ÉNERGIES LIBRES D’ELLINGHAM
ANNEXE 2 : RAPPORTS D’ANALYSE DU MÉB
ANNEXE 3 : CALCULS DES RÉACTIONS D’OXYDATION