Le fer : il est obtenu par décarburation (élimination d'une partie du carbone) de la fonte, ce qui contribue à le rendre plus résistant à la traction et malléable. Le fer est utilisé, sous forme de poutres, pour les charpentes et les structures, en raison de sa solidité.
Pour obtenir du fer de haute pureté, on peut soit purifier un sel de fer et en extraire ensuite le fer métallique par une opération de réduction chimique ou électrolytique, soit purifier directement un échantillon de fer métallique.
Le fer météorique est le principal constituant des météorites de fer mais est également présent dans les autres types de météorites. À l'exception de quelques gisements de fer tellurique, le fer météorique représente la seule source naturelle de fer à l'état natif à la surface de la Terre.
Le laminage (généralement pour le fer) consiste à écraser le métal entre des rouleaux afin de l'allonger, pour lui donner soit une forme plate (tôle) soit une forme allongée (poutre, rail, profilé). L'extrusion consiste à pousser ou tirer la matière à travers un trou qui va donner la forme de la section.
Les ingrédients nécessaires pour rendre le fer utilisable étaient le calcaire, la pierre de fer, le coke et l'air . Le coke est le combustible et la pierre de fer fournit le minerai de fer. La pierre de fer est d'abord grillée dans des fours de calcination, situés à côté des hauts fourneaux, pour éliminer les impuretés.
Presque tout le fer présent sur Terre provient de gisements de minerais situés dans des roches formées il y a plus de 1,8 milliard d'années . Ceux-ci ont commencé à se former lorsque les premiers organismes capables de photosynthèse ont commencé à libérer de l'oxygène dans les océans du monde, qui s'est combiné au fer dissous pour produire de l'hématite ou de la magnétite.
Pour créer une tonne de fonte brute, vous commencez avec 2 tonnes (1,8 tonne métrique) de minerai, 1 tonne de coke (0,9 tonne métrique) et une demi-tonne (0,45 tonne métrique) de calcaire . L'incendie consomme 5 tonnes (4,5 tonnes métriques) d'air. La température au cœur du haut fourneau atteint près de 3 000 degrés F (environ 1 600 degrés C).
Le fer se retrouve dans le sol et notamment dans les sédiments sous formes d'oxydes minéraux complexes à des concentrations oscillant entre 4 à 100 mg/g. La formation d'oxydes minéraux dépend essentiellement du pH, de la teneur en argile et en matière organique (IRSN, 2002).
Le minerai de fer est une roche contenant du fer, généralement sous la forme de sulfures, carbonates ou oxydes. L'hématite (oxyde) est le principal minerai utilisé par l'industrie sidérurgique.
Le fer est l'élément de base de tous les aciers. Aussitôt qu'il est allié avec du carbone, il devient de l'acier. La teneur en Carbone d'un acier est toujours inférieure à 1,7%. L'acier est donc un alliage de fer et contient aussi généralement certains autres éléments.
Qu'ils eurent ou non conscience qu'il venait du ciel, les peuples anciens appréciaient le fer météoritique. Le cuivre, l'argent et l'or existent sous forme de métal et peuvent être extraits et travaillés, mais, sur Terre, le fer est presque toujours lié à d'autres éléments, comme l'oxygène, dans des minerais.
J. -C. Théophraste, ce serait Délas, un Phrygien, qui aurait inventé le fer. Théophraste a écrit un Traité sur les métaux, dont le titre originel n'est pas sans rappeler le mot métal, mais le terme de Théophraste metálleuta (μετάλλευτα) désigne le mot général utilisé.
J. -C. Puis on a considéré que la métallurgie du fer était née en Syrie du Nord et en Anatolie, sur les piémonts du Taurus, dans une région susceptible de fournir du minerai et des forêts (pour le charbon nécessaire à la production du fer).
Le fer est l'un des éléments dominant dans l'univers et les météorites indifférenciées (qui sont un modèle de Terre globale). C'est également un élément manquant dans les enveloppes superficielles du globe. Il constitue l'essentiel de la composition chimique du noyau.
L'Australie était le premier producteur mondial de minerai de fer, avec 34 % de la production totale. En 2022, le Canada s'est classé au neuvième rang des producteurs de minerai de fer et au sixième rang pour les réserves.
Magnétite, sidérite et pyrite
Citons encore dans les minerais : la magnétite : Fe3O4 contient 70 % de fer, la sidérite : FeCO3 un carbonate, en contient 48 % ; la pyrite : elle peut contenir 46 % de fer.
DÉCOUVERTES ET USAGES DES MÉTAUX
Les principales mines se trouvaient en Asie centrale, en Europe de l'Est et en Anatolie. On y a découvert le fer, vers 1500 avant notre ère. Il était principalement utilisé pour les outils et les armes.
Ses formes minérales les plus importantes sont la magnétite (Fe3O4, 72,4 % de fer métallique), l'hématite (Fe2O3, 69,9 % de fer métallique) et la sidérite (FeCO3, 48,29 % de fer métallique).
L'exploitation à ciel ouvert et souterraine. L'exploitation à ciel ouvert est la méthode la plus courante d'extraction du minerai de fer. Elle consiste à enlever la couche supérieure du sol pour accéder au minerai situé en dessous.
Date de la découverte : les preuves de l'utilisation du fer remontent à 8000 ans av J.C. et on le rencontre plus généralement vers 4000 av J-C chez les égyptiens et les sumériens. Propriétés : Il est magnétique, c'est-à-dire qu'il se comporte comme un aimant.
Métal blanc-gris, tenace, ductile, malléable et magnétique, le plus important pour son utilisation industrielle, surtout sous forme d'alliages, d'aciers et de fontes. (Élément chimique de symbole Fe.)
Le processus de fabrication de l'acier à domicile emprunte des techniques et des concepts similaires à la version commerciale, comme l'utilisation de minerai de fer ou de ferraille, sa combinaison avec un fondant et l'introduction d'oxygène dans le mélange. Tout ce dont vous avez besoin est un creuset, une forge et des températures suffisamment élevées pour faire fondre la fonte.
La fabrication du fer a évolué sur quelques milliers d’années. Grâce à l'ancienne méthode de « bloomery », le minerai de fer était transformé directement en fer forgé en chauffant le minerai tout en faisant fondre les impuretés du minerai et en les essorant avec des marteaux à main.
Pour fabriquer de l’acier, le fer doit être séparé de l’oxygène et une infime quantité de carbone doit être ajoutée. Les deux sont obtenus en faisant fondre le minerai de fer à une température très élevée (1 700 degrés Celsius ou plus de 3 000 degrés Fahrenheit) en présence d'oxygène (de l'air) et d'un type de charbon appelé coke .
Hint: Iron is originally made from fusion of elements in stars. Iron found on earth comes here and did so millions of years ago in the form of meteorites after a large stellar explosion of stars called supernova after the lifetime of a star is exhausted.