Ressource minérale du mois: Fer et acier

Michael D. Fenton, spécialiste des produits minéraux pour le U.S. Geological Survey, a compilé les informations suivantes sur le fer et l’acier, métaux essentiels à la base industrielle des États-Unis.

De 1646 à 1668, les premières usines sidérurgiques d’Amérique du Nord fonctionnent à Hammersmith, sur la rivière Saugus, dans le Massachusetts. Aujourd’hui, le lieu historique national de Saugus Iron Works, désigné en 1968, abrite des reconstructions en cours d’exécution du haut fourneau, de la forge et du laminoir et du refendage, qui produisaient en série des clous en fer. Crédit: Sara E. Pratt.

Le fer est l’un des éléments les plus abondants sur Terre, mais il ne se présente pas dans la nature sous une forme métallique utile. Bien que les peuples anciens aient pu récupérer du fer à partir de météorites, ce n’est que lorsque la fusion a été inventée que le métal de fer pouvait être dérivé des oxydes de fer. Après le début de l’Âge du fer, vers 1200 av.J.-C., la connaissance de la fabrication du fer et de l’acier s’est répandue de l’ancien Moyen-Orient à l’Empire romain, en passant par la Grèce, puis en Europe et, au début du 17e siècle, en Amérique du Nord. Le premier four à succès en Amérique du Nord a commencé à fonctionner en 1646 dans ce qui est maintenant Saugus, dans le Massachusetts. L’introduction du convertisseur Bessemer au milieu du XIXe siècle a rendu possible l’âge moderne de l’acier.

La fonte brute est un alliage à haute teneur en carbone fabriqué par fusion du minerai de fer dans un haut fourneau avec un matériau carboné, généralement du coke, comme agent réducteur. Le calcaire est ajouté à la charge de coke de minerai de fer comme agent de fluxage pour éliminer les impuretés. L’acier est produit à partir de fonte brute en retirant une partie du carbone dans un convertisseur d’oxygène basique et en ajoutant plusieurs éléments d’alliage, tels que le manganèse, le chrome, le cuivre, le nickel, le titane, le molybdène, le tungstène et le vanadium. L’acier est également fabriqué en recyclant des déchets ferreux dans un four à arc électrique.

Il existe de nombreuses nuances d’acier, mais les trois principaux types d’acier sont le carbone, l’alliage et l’acier inoxydable. Environ 93% de l’acier fabriqué aux États-Unis est en acier au carbone, qui contient au maximum 2% de carbone. Les applications se trouvent dans les appareils, la construction, la construction navale, les conteneurs et les emballages, ainsi que dans les industries de l’automobile, des machines et des équipements. L’acier allié, environ 5% de la production annuelle, contient jusqu’à 4% d’éléments d’alliage. Les applications spéciales de l’acier allié incluent l’utilisation dans les pièces usinées et la fabrication d’outils. L’acier inoxydable, qui représente environ 2% de la production annuelle d’acier, est formé en ajoutant du chrome et généralement du nickel à l’acier pour le rendre très résistant à la corrosion.

Depuis 2008, la capacité de fabrication de l’acier a largement dépassé la consommation apparente d’acier, principalement en raison de l’expansion économique rapide de la Chine et de l’augmentation rapide de sa capacité. Cela a entraîné un afflux de produits sidérurgiques aux États-Unis et dans d’autres pays producteurs d’acier qui ont déjà une capacité excédentaire. La demande des sidérurgistes chinois a également entraîné une augmentation sans précédent des prix du minerai de fer et du charbon métallurgique. À court terme, la capacité de fabrication de l’acier, à l’échelle mondiale et en particulier en Chine, devrait continuer à dépasser la consommation d’acier, les prix de l’acier et les coûts de production restant stables.

Visitez http://minerals.usgs.gov/mineralspour plus d’informations sur le fer et l’acier et d’autres ressources minérales.

PRODUCTION ET CONSOMMATION DE FER

• Environ 89 millions de tonnes d’acier ont été produites aux États-Unis en 2012, plus que tout autre métal. La valeur des déchets de fer et d’acier exportés en 2012, soit 9,43 milliards de dollars, était la plus élevée de toutes les ferrailles métalliques.

• La production mondiale d’acier brut en 2012 était de 1,46 milliard de tonnes métriques. La Chine, avec plus de 48% de la capacité sidérurgique mondiale, a mené la production mondiale avec 717 millions de tonnes métriques.

• La consommation apparente mondiale d’acier en 2012 était d’environ 1,41 milliard de tonnes métriques, dont environ 646 millions de tonnes métriques ont été consommées par la Chine et 97,8 millions de tonnes métriques par les États-Unis.

FAITS AMUSANTS

• Le mot « fer” dérive en partie du mot vieux norrois « iarn. »

• Le symbole élémentaire du fer, Fe, vient du mot latin pour fer, « ferrum.”

• Le fer représente près de 6% de la croûte terrestre et la quasi-totalité du noyau terrestre.

• Le fer contenu dans les céréales de petit déjeuner enrichies peut être extrait en broyant finement les céréales, en les mélangeant avec de l’eau et en remuant avec un aimant.