Fer de fonte : propriétés clés, composition et utilisations industrielles

Aujourd'hui, vous découvrirez la définition, les applications, les propriétés, la composition et les types de fer de fonte marchand. Le fer de fonte (pig iron) est une forme solide de métal chaud, obtenu à partir de minerai de fer ou de recyclage de ferraille, et traité dans un haut fourneau ou un four à arc électrique. Le fer de fonte est utilisé comme matière première pour la fabrication de l'acier et la plupart de ce matériau est importé.

Applications du fer de fonte

Les applications du fer de fonte dans un four à arc électrique sont pour la fabrication de l'acier. Le fer de fonte de haute pureté est utilisé en fonderie pour produire des coulées en fonte ductile. Le fer de fonte est aussi utilisé en fonderie pour les coulées en fonte grise.

Propriétés du fer de fonte

Le fer de fonte est aussi connu sous le nom de fer brut. Il est obtenu d'un fourneau de fusion sous forme de blocs oblongs et a une teneur en carbone très élevée de 3,5 – 4,5 % car il contient 90 % de fer. Il est produit par fusion de minerai de fer avec un combustible à haute teneur en carbone et un réducteur comme le coke, généralement avec du calcaire qui sert de flux. D'autres matériaux comme l'anthracite et le charbon de bois sont utilisés comme combustible.

Le terme 'fer de fonte' (pig iron) vient de l'ancienne manière de traiter le fer en fusion. Il était écoulé directement du fourneau dans des canaux ouverts qui alimentaient de nombreux canaux courts de chaque côté, ressemblant faiblement à une truie allaitant des porcelets. Le fer de fonte était détaché de la truie quand il solidifiait. Une petite quantité de fer froid est encore appelée fer de fonte aujourd'hui. Le terme 'métal chaud' (hot metal) désigne le fer en fusion.

Composition du fer de fonte

Le fer de fonte contient environ 90-95 % de fer élémentaire avec plusieurs autres éléments principalement carbone, silicium, phosphore, manganèse et soufre – en proportions variables selon la composition des matières premières et le mode d'exploitation du haut fourneau.
Les gueuses peuvent contenir 3,0 – 4,5 % de carbone, 0,5 – 4,0 % de silicium, 0,025 – 2,5 % de phosphore, 0,15 – 2,15 % de manganèse et jusqu'à 0,2 % de soufre. La composition requise pour la fabrication de l'acier diffère de celle requise pour l'utilisation en fonderie pour faire des coulées de fer.

Fer de fonte marchand (Merchant pig iron)

Les gueuses marchandes sont des lingots de fer de fonte froid. Elles sont ensuite vendues à des tiers comme matière première pour les industries de l'acier et de la fonderie ferreuse. Elles sont produites par une usine marchande dédiée (toute la production est vendue à des clients externes), une aciérie intégrée avec du fer excédentaire par rapport à ses besoins internes, coulé en lingots et vendu sur le marché marchand.

Types de fer de fonte marchand

Les gueuses marchandes sont principalement de trois types :

1. Basique : principalement utilisé en fabrication d'acier au four à arc électrique
2. Fonderie : connu comme fer de fonte hématite, utilisé principalement pour la fabrication de coulées en fonte grise dans des fourneaux cupola
3. Haute pureté : connu comme fer de fonte nodulaire, utilisé pour la fabrication de fonte ductile. Le fer de fonte de haute pureté est aussi appelé fonte à graphite sphéroïdal – coulées SG iron

C'est tout pour cet article, où la définition, les applications, les propriétés, la composition et les types de fer de fonte marchand sont expliqués. J'espère que vous en avez assez appris, si c'est le cas, partagez avec d'autres étudiants. Merci pour votre lecture, à la prochaine !