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Auteur(s)
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Jean LEHMANN : Ingénieur civil des Mines de Paris, Docteur Ingénieur, Docteur ès Sciences - Société THIRST (précédemment Expert ArcelorMittal Global R&D), Metz
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article met à la disposition des ingénieurs l’ensemble des données thermochimiques nécessaires à l’établissement des bilans thermiques en pyrométallurgie, et en particulier en sidérurgie.
Les logiciels commerciaux utilisent pour une bonne part les données figurant dans cet article. Ces logiciels permettent de faire des calculs enthalpiques dans de nombreuses situations. Le traitement de cas complexes nécessite cependant un apprentissage spécifique.
Pour répondre aux besoins spécifiques en sidérurgie, § 1 et § 2 concernent les systèmes constitués soit d’éléments chimiques purs, soit de composés stœchiométriques que l’on échauffe de 25 °C à une température
.
§ 3, § 4 et § 5 concernent les cas des phases plus complexes : solutions métalliques, laitiers et combustibles industriels. Un exemple d’utilisation des données en sidérurgie est présenté.
Des logiciels commerciaux sont disponibles tels que Factsage, MPE, MTDATA, Thermo-Calc ou Pandat Software .
Conformément aux dispositions légales, les unités choisies sont celles du système international (SI). En particulier, la seule unité d’énergie utilisée est le joule (J) ou un multiple : le kJ = 103J ou le MJ = 106 J.
Les températures, exprimées en degrés Celsius (°C), sont déduites de l’échelle thermodynamique Kelvin, conformément à l’échelle internationale pratique de température EIPT 68.
L’unité de pression utilisée est le Pascal (Pa,) ou l’atmosphère qui n’est pas une unité SI, 1 atm = 101 325 Pa.
La définition de l’enthalpie et les rappels théoriques concernant en particulier le premier principe de la thermodynamique sont présentés dans [AF 4 040].
Rappelons la convention de signe qui découle du choix, fait ici, de la variation d’enthalpie du système pour exprimer les variations d’énergie se produisant au cours des transformations : la variation d’énergie est comptée positivement quand le système a reçu de l’énergie pour passer de l’état 1 à l’état 2 (
est positif pour une réaction endothermique).
Dans tout le texte, H désigne la fonction enthalpie du corps considéré. Le symbole ° indique que le corps se trouve dans son état standard défini dans [M 1 730]. Un astérisque (*), ou un renvoi, signale les exceptions : les corps considérés sont dans un état métastable ou un état fictif choisi pour la commodité des calculs. ΔH° désigne la variation d’enthalpie au cours d’une réaction, réactifs et produits se trouvant dans leur état standard.
Dans tous les tableaux, les valeurs d’enthalpie à la température t sont écrites en caractères romains lorsque le corps étudié est solide. Elles sont écrites en italique lorsqu’il se trouve à l’état liquide, en gras lorsqu’il est à l’état gazeux. Les données concernant les changements d’état sont rassemblées dans le tableau 28, le tableau 29 et le tableau 30.
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1980 par Paul Victor RIBOUD, Jean-Marc STEILER
DOI (Digital Object Identifier)
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6. Conclusion
Cet article contient les données nécessaires pour établir un bilan thermique pour les systèmes sidérurgiques.
Pour les phases simples, c’est-à-dire les composés stœchiométriques, il s’agit de tableaux de valeurs numériques. Des tableaux sont donnés en suivant le choix adopté dans les bases de données actuelles, c’est-à-dire en prenant comme état de référence l’état de référence standard pour lequel l’enthalpie des éléments chimiques est prise égale à 0 dans leur état stable à 25 °C et sous 1 atm et comme unité le J · mol–1. D’autres tableaux sont aussi donnés avec d’autres états de référence et d’autres unités, dans le but de faciliter les calculs pour certaines évaluations.
Pour les mélanges, notamment pour les alliages métalliques et les laitiers, les données proviennent de modèles numériques, explicités dans cet article pour les alliages métalliques. Ces modèles, ou des modèles similaires, sont actuellement disponibles dans des logiciels commerciaux ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SCHMIDT-FETZER (R.), ANDERSSON (D.), CHEVALIER (P.Y.), ELENO (L.), FABRICHNAYA (O.), KATTNER (U.R.), SUNDMAN (B.), WANG (C.), WATSON (A.), ZABDYR (L.), ZINKEVICH (M.) - Assessment techniques, database design and software facilities for thermodynamics and diffusion. - Calphad, 31, p. 38-52 (2007).
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(2) - * - https://www.factsage.com
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(3) - * - https://research.csiro.au/carbonsteelmaterials/wp-content/uploads/sites/433/2021/10/MPE-Factsheet-Cu.pdf
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(4) - * - https://mtdata.uk/
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(5) - * - https://thermocalc.com/
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(6) - * - https://computherm.com
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(7)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Logiciels de calcul (liste non exhaustive)
FactSage, Montreal, Canada http://www.factsage.com
MPE, Clayton, Australie http://www.csiro.au
MTDATA, Teddington, Royaume-Uni http://www.npl.co.uk
Thermo-Calc, Stockholm, Suède http://www.thermocalc.com
PANDAT http://www.computherm.com
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