Scorie (métallurgie)En métallurgie, les scories sont des sous-produits solides issus de la fusion, de l'affinage, du traitement ou de la mise en forme des métaux à haute température. Ce sont des mélanges d'oxydes divers qui surnagent sur le métal en fusion, ou s'en détachent lors de leur mise en œuvre à haute température. Elles sont de compositions extrêmement variées suivant les époques, les procédés et les métaux traités. Qu'elles soient des déchets extrêmement polluants ou des coproduits appréciés, les scories métallurgiques représentent un enjeu écologique et économique essentiel dans la métallurgie extractive.
Procédé Bessemerupright=1|thumb|Convertisseur Bessemer exposé au Kelham Island Museum à Sheffield en Angleterre. Le procédé Bessemer est un procédé d'affinage de la fonte brute, aujourd’hui disparu, ayant servi à fabriquer de l'acier peu coûteux. Ce procédé porte le nom de son inventeur, Henry Bessemer, qui le brevette en 1855 et le perfectionne avec la Henry Bessemer and Company, société implantée à Sheffield, ville du Nord de l'Angleterre. Le procédé consiste à oxyder avec de l'air les éléments chimiques indésirables contenus dans la fonte pour en obtenir du fer ou de l'acier.
Haut fourneauvignette|redresse=1.7|Photo panoramique d'une coulée au Haut fourneau 2 de Dąbrowa Górnicza (Pologne). La disposition de l'appareil, au centre d'une halle circulaire, est typique des hauts fourneaux soviétiques.|alt=vue panoramique d'un plancher de coulée, le four étant au centre. Un haut fourneau est une installation industrielle destinée à simultanément désoxyder et fondre les métaux contenus dans un minerai, par la combustion d'un combustible solide riche en carbone.
Four à arc électriqueUn four à arc électrique (ou four à arc) est un type de four utilisé en métallurgie qui fut progressivement mis au point à partir de la fin du . Il utilise l'énergie thermique de l'arc électrique, établi entre une ou plusieurs électrodes de carbone et le métal, pour obtenir une température suffisante à sa fusion. D'une capacité allant généralement d'environ à , il est principalement utilisé pour la production d'acier liquide (environ 35 % de la production mondiale) et aussi pour le recyclage des métaux (par exemple pour récupérer le zinc de poussières et déchets métallurgiques via le procédé Electric Arc Furnace Dust ou EAFD).
Fonte brutevignette|droite|De la fonte brute en fusion, contenue dans une poche. vignette|droite|De la fonte brute en gueuses. La fonte brute est le métal obtenu en sortie de haut fourneau. Cette appellation prend en compte le fait que la qualité de cette fonte, qui est utilisée à l'état liquide, n'est pas caractérisée par des considérations métallurgiques ou mécaniques, mais uniquement par sa composition chimique. La fonte brute s'apparente à une matière première plus qu'à un produit fini ou semi-fini ; ce n'est qu'un état intermédiaire de la fabrication de l'acier ou de la fonte de moulage.
PuddlageLe puddlage est un ancien procédé d'affinage de la fonte, consistant à la décarburer dans un four à réverbère à l'aide de scories oxydantes pour obtenir du fer puddlé à partir de fonte. La faible teneur en carbone du fer puddlé contribue à sa ductilité et à l'amélioration de ses propriétés mécaniques. Contrairement à la fonte, riche en carbone et cassante, il n'est pas fragile et résiste bien aux chocs. Ces propriétés recherchées ont fait du fer puddlé un matériau de choix durant la révolution industrielle avant l'essort des aciers.
Procédé LDLe procédé LD ou procédé Linz- est un procédé d'affinage de la fonte en fusion en acier. Il s'agit d'un convertisseur à l'oxygène pur, où ce dernier est violemment insufflé par une lance dans le métal en fusion. La réaction est analogue à celle du procédé Bessemer ou Thomas. Mais on obtient un acier qui peut être destiné à des usages pour lesquels seuls les aciers Martin-Siemens ou électriques convenaient.
Procédé Martin-Siemensthumb|300px|Four Martin-Siemens du musée de l'industrie de Brandebourg. Le 'four Martin-Siemens ou four Martin' est un four à réverbère doté de régénérateurs, utilisé à la fois pour la fusion de ferrailles de recyclage et pour l'affinage de la fonte brute. Le procédé, aujourd'hui abandonné, porte le nom des inventeurs qui l'ont mis au point : Pierre-Émile Martin qui, en 1864, adapte à la fusion de ferrailles la technologie de régénérateurs que Carl Wilhelm Siemens avait brevetée en 1856.
Bas fourneauLe bas fourneau est un four à combustion interne qui a servi, au début de l'âge du fer et jusqu'au Moyen Âge, à transformer le minerai de fer (hématite, limonite) en fer métallique par réduction directe. Le terme « bas fourneau » s'est répandu par opposition au haut fourneau quand celui-ci a été inventé. Contrairement à ce que son nom semble souligner, ce n'est pas la hauteur qui le distingue du haut fourneau puisqu'il existait des bas fourneaux plus hauts que les hauts fourneaux, mais sa température.
Acier au creusetL'acier au creuset désigne le métal issu d'un certain nombre de procédés historiques d'élaboration d'acier dans un creuset. Ces procédés consistent essentiellement à affiner ou refondre du fer ou de l'acier préalablement élaborés dans un four distinct. L'acier au creuset est souvent un acier de qualité supérieure, dont l'importance technique et culturelle est essentielle (wootz pour la fabrication d'armes, aciers d'Huntsman pour les ressorts d'horlogerie, etc).
Fer forgévignette|Balcon en fer forgé à Bordeaux, quartier Saint-Pierre. En serrurerie, le fer forgé est un fer qui a été travaillé sous le marteau. Originellement, le fer forgé est principalement associé aux travaux de ferronnerie et au travail du ferronnier ou du forgeron. À la révolution industrielle, un fer forgé formé par puddlage sera également employé dans la construction métallique et dans les chemins de fer. Ce dernier sera remplacé par l'acier à partir de 1880.
AcierUn acier est un alliage métallique constitué principalement de fer et de carbone. Il se distingue des fontes et des ferroalliages par sa teneur en carbone comprise entre 0,02 % et 2 % en masse. C’est essentiellement cette teneur en carbone qui confère à l'acier ses propriétés. Histoire de la production de l'acier L’Âge du fer se caractérise par l’adaptation du bas fourneau à la réduction du fer. Ce bas fourneau produit une loupe, un mélange hétérogène de fer, d’acier et de laitier, dont les meilleurs morceaux doivent être sélectionnés, puis cinglés pour en chasser le laitier.
Minerai de fervignette|Rocher formé de minerai de fer rubané, vieux de d'années environ (Musée minéralogique de Dresde). 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. La teneur en fer des minerais est variable (25 % à 70 %), de sorte que la teneur du minerai est un critère souvent plus important que sa distance géographique d'un point de vue économique.
Aciériethumb|Aciérie avec deux fours à arc électrique. Une aciérie est une usine servant à produire de l'acier en grandes quantités, sous la forme de produits semi-finis. On distingue généralement deux types d'aciéries : les aciéries électriques qui produisent de l'acier à partir de ferrailles recyclées, et les aciéries à oxygène qui travaillent à partir de fonte liquide produite par un haut fourneau. De même que l'histoire de la production de l'acier commence avant celle de l'industrie sidérurgique, le terme « aciérie » a précédé les procédés de la Deuxième révolution industrielle.
Rouille (oxyde)vignette|Ferraille rouillée. La rouille est la substance de couleur brun-rouge formée quand des composés contenant du fer se corrodent en présence de dioxygène et d'eau. C'est une réaction d'oxydation lente qui aboutit à la formation d'oxydes ou d'hydroxydes plus ou moins hydratés et mal cristallisés, dont le plus stable est l'hématite. La rouille est donc un mélange complexe composé d'oxydes et d'hydroxydes de fer.
Révolution industrielleLa révolution industrielle est le processus historique du qui fait basculer une société à dominante agraire et artisanale vers une société commerciale et industrielle. Ainsi, cette transformation, tirée par le boom ferroviaire des années 1840, affecte profondément l'agriculture, l'économie, le droit, la politique, la société et l'environnement. L'idée se fait jour sous la plume de l'économiste français Adolphe Blanqui dans son Essai sur les progrès de la civilisation industrielle de 1828, dans son Histoire de l'économie politique de 1837 et dans son Cours d'économie industrielle de 1838.
ScrapScrap consists of recyclable materials, usually metals, left over from product manufacturing and consumption, such as parts of vehicles, building supplies, and surplus materials. Unlike waste, scrap has monetary value, especially recovered metals, and non-metallic materials are also recovered for recycling. Once collected, the materials are sorted into types — typically metal scrap will be crushed, shredded, and sorted using mechanical processes.
Matériau réfractaireUn matériau réfractaire est un matériau qui a une forte résistance à un facteur (physique, chimique, biologique) susceptible de le dégrader, le plus souvent la chaleur. Par exemple, un four à bois peut être fait de briques réfractaires. Réfractaire est un terme français recensé en 1539 par Robert Estienne, dans son dictionnarium latino-gallicum. Il provient du latin d’église refractarius, querelleur et signifie indocile.
VanadiumLe vanadium est l'élément chimique de numéro atomique 23, de symbole V. C'est un métal rare, dur et ductile que l'on trouve dans certains minerais. Il est principalement utilisé dans les alliages. Isotopes du vanadium Le vanadium possède 26 isotopes connus de nombre de masse variant entre 40 et 65, et cinq isomères nucléaires. Seul l'un de ces isotopes est stable, 51V, et représente 99,75 % du vanadium existant, les 0,25 % restants étant constitués de 50V, un radioisotope naturel avec une demi-vie particulièrement longue de 1,5×1017 années (soit 10 millions de fois l'âge de l'univers).
Fluorvignette|Un tube contenant du fluor dans un bain de liquide cryogénique. Le fluor est l'élément chimique de numéro atomique 9, de symbole F. C'est le premier élément du groupe des halogènes. Le corps simple correspondant est le difluor (constitué de molécules F), souvent appelé simplement fluor. Le seul isotope stable est F. Le radioisotope le moins instable est F, dont la demi-vie est d'un peu moins de et qui se transmute en oxygène 18 (dans 97 % des cas par désintégration β et sinon par capture électronique).
