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Quantité de charbon pour fusion [74108]

Goldorak

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Posté le : 19/11/2010, 21:38 (Lu 36575 fois)
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Bonjour à tous , voila je voudrais fondre un kilo de fer ( pas de l'oxyde de fer mais du fer , des clous plus précisément ) et je voudrais savoir avec précision de combien de grammes de charbon de bois j'aurais besoin pour y arriver et le temps nécessaire ? et plus globalement comment calculer pour n'importe quelle quantité de fer à fondre celle du charbon de bois nécessaire et la durée merci pour votre aide .

Re: Quantité de charbon pour fusion [74112]

alexchimiste

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Posté le : 20/11/2010, 12:15 (Lu 36563 fois)
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Bonjour !

Tu dois atteindre une température de 1538°C (avec du fer super pur)... je doute que tu y parviennes avec du charbon de bois...

Pour faire ce genre de calculs, de la thermochimie classique...

une masse donnée de fer à l'état solide s'échauffe jusqu'à son point de fusion, à état physique constant et ensuite cette masse donnée de fer arrivée à son point de fusion fond à température constante. Ce ne sont pas des calculs très compliqués, mais pour la réalisation, je pense que tu aura besoin d'un four électrique qui va jusqu'à 1700°C

Re: Quantité de charbon pour fusion [74126]

nobelios

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Posté le : 21/11/2010, 01:08 (Lu 36501 fois)
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Malheureusement la thermochimie classique est sans effet ici, pour fondre un métal qui demande par exemple 600°C, il faut chauffer uniformément, chose IMPOSSIBLE sans un four adéquate, donc il faut chauffer plus fort encore dans la réalité. Et comble il y a des pertes terribles lors de l'apport en oxygène.

En tout cas pour l'aluminium c'est déjà peu évident avec un four en terre par exemple alors pour de l'acier c'est encore plus compliqué.

Si tu cherche juste à avoir X°C par le calcul c'est de la thermo, mais si j'ai juste et que tu cherches réellement à faire fondre un métal, la thermo classique n'aura que peu d'effet.

Pour les calculs il suffit simplement d'employer une table avec les enthalpie de formation (quoique c'est pas toujours possible).

Re: Quantité de charbon pour fusion [74114]

chatelot16

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Posté le : 20/11/2010, 13:47 (Lu 36558 fois)
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le charbon de bois permet de chauffer assez fort avec une forge

le probleme est que le fer pur n'est pas moulable , on ne peut pas le fondre liquide comme d'autre metaux , on peut juste le ramolir pour le forger

les clou ne sont ni du fer pur ni de l'acier moulable

on peut quand meme le fondre mais ca fera de la cochonerie pleine de defaut

pour avoir du fer massif il faut choisir un acier moulable de composition legerement differente du fer

il a existé des four a creuset marchant au coke ( donc pouvant marcher aussi au charbon de bois ) : le rendement etait tres mauvais , il fallait une grosse quantité de charbon pour un petit creuset ... il n'y a rien a calculer , tout depand de l'isolation thermique autour du fourneau

il faut surtout une soufflerie tres puissante pour activer le feu

l'interet du charbon de bois ou du coke est que plus on augmente le vent , plus ca chauffe fort , alors qu'un vent aussi puissant eteindrait n'importe quel autre combustible

a l'epoque des four a creuset a coke on avait des creuset en terre refractaire tres fragile , il fallait les prechauffer longtemps avant de les utiliser a fondre de l'acier , le moindre choc thermique les cassait : aujourd'hui on a des creuset en graphite tres solide , bon conducteur de la chaleur , donc fusion plus rapide que dans les ancien creuset en terre

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Édité le 20/11/2010, 22:45 par chatelot16

Re: Quantité de charbon pour fusion [74117]

Goldorak

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Posté le : 20/11/2010, 16:36 (Lu 36553 fois)
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Si j'envoie de l'oxygène pur au lieu de l'air à mon four de fortune à charbon de bois est ce que j'arriverais à fondre le fer plus rapidement en demandant moins de charbon ?

Re: Quantité de charbon pour fusion [74118]

chatelot16

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Posté le : 20/11/2010, 19:22 (Lu 36540 fois)
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bien sur l'oxygene evite de chauffer pour rien un gros debit d'azote , donc ca ameliore le rendement , mais l'oxygene etant beaucoup plus cher que le charbon de bois , le benifice n'est pas evident , et c'est beaucoup plus compliqué ... risque de surchauffe et de destruction du creuset

ne pas oublier que le creuset en graphite est combustible dans l'oxygene pur

avec l'oxygene il est plus sur de bruler du gaz : methane ou propane

Re: Quantité de charbon pour fusion [74121]

Goldorak

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Posté le : 20/11/2010, 21:29 (Lu 36517 fois)
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Oui c'est vrai j'ai oublié ça chatelot , soit dis en passant est ce que c'est vrai que la combustion d'un kilo de charbon peut générer dans les 2 kwh d'électricité via un générateur électrique je dis ça après avoir lut sur le net en anglais ceci " Each ton of coal consumed at an electric power plant produces about 2000 kilowatt hours of electricity " c'est vrai d'après toi ?

Re: Quantité de charbon pour fusion [74127]

nobelios

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Posté le : 21/11/2010, 01:11 (Lu 36499 fois)
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Sous forme de poudre pulvérulente mélangée à l'air oui, c'est une réaction limite explosive et très énergétique. Mais c'est irréalisable hors usine spécifique.

Re: Quantité de charbon pour fusion [74134]

Goldorak

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Posté le : 21/11/2010, 13:29 (Lu 36478 fois)
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C'est quand même dommage que cela ne donne que 2 kwh quand on sait que le charbon a un potentiel énergétique de 6.67 kwh et hop le reste s'envole dans la nature sous forme de chaleur , je trouve que c'est peu 2 kwh , Nobelios pour quelle raison d'après toi c'est irréalisable hors usine ?

Re: Quantité de charbon pour fusion [74141]

nobelios

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Posté le : 21/11/2010, 19:07 (Lu 36448 fois)
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En usine le mélange est précis, le carbone est en poudre pulvérulente (chose difficilement réalisable, et surtout l'injection Air + carbone est faite avec un certaine pression. Le tout dans un réacteur bien calorifugé. Autrement dit c'est de l'industrie c'est impossible hors usine.

Re: Quantité de charbon pour fusion [74143]

chatelot16

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Posté le : 21/11/2010, 20:27 (Lu 36447 fois)
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le simple charbon de bois marche tres bien sans rien de compliqué !

on construit un truc en brique autour du creuset , on met du charbon de bois entre le creuset et les brique et on soufle tres fort par dessous ...on fesait de l'acier au creuset comme ca en 1900 ... meme si cette methode est obsolete il n'y a pas de raison que ca ne marche pas

prevoir beaucoup de charbon de bois car ca brule vite , et c'est dommage d'arreter la chauffer avant d'avoir fini

le charbon de bois a un gros avantage : il ne fait pas de grande flamme : il degage sa chaleur exactement au point ou l'air rencontre le charbon : la charleur est bien concentré au bon endroit contrairement a d'autres combustible qui font des grande flamme qui dispercent la chaleur ailleur que la ou il faut

le creuset etait posé sur une grosse piece refractaire apelé fromage , pour qu'il y ai plus de charbon en dessous et pas uniquement a coté

Re: Quantité de charbon pour fusion [74144]

nobelios

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Posté le : 21/11/2010, 20:42 (Lu 36445 fois)
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C'est vrai mais t'aura jamais la puissance d'une centrale à charbon !

Re: Quantité de charbon pour fusion

ECOLAMI

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Posté le : 22/11/2010, 01:55 (Lu 36431 fois)
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Bonjour,
Quand on atteint les 1000°C les pertes par rayonnement deviennent considérables.
On doit les limiter par une isolation réfractaire. Atteindre la T° de fusion du fer avec du charbon de bois a été réalisé pendant des siècles: la première conséquence à été une déforestation massive en Europe. Chose aujourd'hui oubliée.
LEs réfractaires qui tiennent la température de fusion du fer sont des oxydes. Il n'est pas possible de les faire soi m^me. LEs bétons réfractaires plafonnent vers 1400°C.
LEs centrales à charbons ont un rendement qui est limité suivant la formule du rendement de Carnot. Parce que sinon on ferait mieux depuis longtemps! Donc c'est la température maximum de la vapeur (sous pression) qui détermine le rendement et non la température de combustion.
Pour fondre du fer "chez soi" je pense que le chalumeau oxy-acétylènique conviendra.



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Re: Quantité de charbon pour fusion [74152]

Goldorak

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Posté le : 22/11/2010, 08:31 (Lu 36425 fois)
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Merci pour ces précisions , au sujet du four réfractaire , est ce que des briques en Al2O3 peuvent convenir ?

Re: Quantité de charbon pour fusion [74154]

ECOLAMI

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Posté le : 22/11/2010, 11:32 (Lu 36419 fois)
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Citation : Goldorak
Merci pour ces précisions , au sujet du four réfractaire , est ce que des briques en Al2O3 peuvent convenir ?

Bonjour,
Les briques en Alumine conviendront. Le plus simple sera de les assembler sans liant. Ce qui est faisable pour un petit four.


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Re: Quantité de charbon pour fusion [74164]

Goldorak

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Posté le : 22/11/2010, 22:11 (Lu 36407 fois)
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Merci Ecolami je suis sûr que c'est faisable aussi

Re: Quantité de charbon pour fusion [74159]

chatelot16

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Posté le : 22/11/2010, 17:35 (Lu 36413 fois)
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le chalumeau acetylene convient pour fondre une faible quantité de fer , mais pas pour un kg

avec un chalumeau oxy acetylene courant de debit 400 litre/heure , il y a de quoi fondre quelques dizaine de grammes dans un creuset sans four : mettre la flamme dans le creuset directement sur le metal a fondre

j'ai aussi un gros chalumeau a acetylen , mais il ne peut pas fonctionner sur une petite bouteille d'acetylene dissous : ca depasse son debit maximum ... je le fais marcher avec un generateur a carbure de calcium ...

l'acetyne est indispensable pour avoir une chaleur assez concentré pour la soudure autogene , pour chauffer dans un four , la concentration de la flamme n'a pas d'importance ... n'importe quel autre gaz moins cher suffit

pour faire le four il y a un materiaux isolant original qui a été utilisé par sainte claire deville pour fondre le platine : la chaux vive

moissant l'utilisait aussi pour ses four a arc ... il a meme fini par faire des four simplement en calcaire ... le faire chauffer un certain temps pour transformer le calcaire en chaux : c'est tres isolant : mieux que les briques refractaire ... seul gros inconvenient sa se detruit tout seul quand le four ne sert pas en absorbant l'humidité de l'air , c'est bon surtout pour faire des experience , ca ne vaut rien pour un usage repeté

les brique refractaire tres solide a haute temperature sont fortement conductrice de la chaleur : la chaleurdu charbon de bois entre le creuset et le foyer en brique sera perdue en grande partie par les brique , une faible partie pour le creuset

dans certain cas j'utilise le siporex ordinaire , qui ne tient pas theoriquement une tres haute temperature , mais qui est tellement isolant que la chaleur ne penetre pas vite , donc il resiste quand meme assze longtemps

ajourd'hui il existe des brique tres legere et tres isolantes qui ressemblent a du siporex , mais tiennent reelement aux temperature elevé , mais je ne sais pas ou ca s'achete ... je me contente des vieilles briques lourde que j'ai

Re: Quantité de charbon pour fusion [74165]

Goldorak

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Posté le : 22/11/2010, 22:18 (Lu 36405 fois)
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Waow merci chatelot , c'est une mine d'information en effet le charbon n'est pas le moyen le mieux adapté pour fondre le fer tu as raison , à part cependant le fait qu'il soit bon marché, concernant la deuxième utilité du charbon qui est de produire de l'électricité et au niveau des centrales électriques au charbon peut tu me dire qu'elle est la taille des grains de charbons qui sont envoyés avec le flux d'air vers la fournaise ?


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Édité le 22/11/2010, 22:24 par Goldorak

Re: Quantité de charbon pour fusion [74167]

chatelot16

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Posté le : 23/11/2010, 01:07 (Lu 36395 fois)
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finesse du charbon broyé je n'en sais rien ... tout ce que je comprend c'est que la combustion des grain etant assez lente il faut que le foyer soit tres gros pour que ca ait le temps de bruler : c'est une technique qui ne peut marcher que pour une tres grosse chaudiere

pour un petit foyer il faudrait mettre le charbon en poudre tres fine , je n'en connais pas d'application ... quand on veut une petite flamme tout le monde prend du gaz ou du fioul , persone ne va se casser la tete avec de la poussiere de charbon ... qui cumule tous les inconvenients : manutention difficile comme un solide , explosif comme un gaz

Re: Quantité de charbon pour fusion [74177]

Goldorak

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Posté le : 23/11/2010, 21:58 (Lu 36373 fois)
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En plus ce n'est pas n'importe quel type de charbon il me semble puisqu'il y'a le charbon pour la sidérurgie , le charbon pour les centrales électriques celles pour les besoins domestiques , on a tendance à croire que le charbon est le même pour tous alors qu'il y'en a plusieurs variétés plus ou moins riches en carbones et plus ou moins exemptes d'impuretés ..

Re: Quantité de charbon pour fusion [74179]

ECOLAMI

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Posté le : 23/11/2010, 22:22 (Lu 36370 fois)
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Citation : Goldorak
En plus ce n'est pas n'importe quel type de charbon il me semble puisqu'il y'a le charbon pour la sidérurgie , le charbon pour les centrales électriques celles pour les besoins domestiques , on a tendance à croire que le charbon est le même pour tous alors qu'il y'en a plusieurs variétés plus ou moins riches en carbones et plus ou moins exemptes d'impuretés ..

Bonsoir,
En effet:
les haut fourneaux ont besoin de coke (trés solide à l'écrasement, sans produits volatiles).
Les particuliers ont besoin d'un charbon le moins polluant possible.
LEs centrales à charbon peuvent employer un produit beaucoup plus polluant dans la mesure ou de toute façon (chez nous en tout cas!) une untié de traitement et purification des fumées est imposée.


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Re: Quantité de charbon pour fusion [74170]

horuse10

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Posté le : 23/11/2010, 06:50 (Lu 36388 fois)
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la poussière de charbon fine mélangée avec de l'air est explosive dans certaines proportions les mineurs craignaient même plus un coup de poussière qu'un coup de grisou
c'est un coup de poussière qui est à l'origine de la catastophe de Courrières en 1906 qui tua 1099 mineurs dans le nord !

Re: Quantité de charbon pour fusion [74181]

chatelot16

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Posté le : 23/11/2010, 22:58 (Lu 36365 fois)
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la houille (charbon de terre) ne convient pas pour les haut fourneau ou les four a creuset

le coke est l'equivalent du charbon de bois mais en pyrolysant de la houille au lieu de pyrolyser du bois : le coke a la meme proprieté que le charbon de bois de bruler aussi fort qu'on veut quand on augmente le vent

a l'epoque du charbon de bois les haut fourneau n'etaient pas tres haut , environ 5metre , avec le coke beaucoup plus dur on a pu faire des haut fourneau beaucoup plus haut , mais ne fesant pas de la fonte tres bonne a cause du soufre contenu dans le coke ... pendant longtemps la qualité de l'acier suedois a été du au fait qu'ils utilisaient toujours du charbon de bois , bien plus pur

Re: Quantité de charbon pour fusion [74210]

Goldorak

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Posté le : 24/11/2010, 22:25 (Lu 36314 fois)
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Effectivement , en tout cas vu la quantité de charbon disponible sur terre je pense que le pétrole finira par passer aux oubliettes et le charbon sera aux premières loges , une place qu'il mérite je trouve , les réserves pétrolières du moyen orient ne sont pas éternelles ..

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