procédé Bessemer

Le procédé Bessemer force de l'air comprimé à travers de la fonte en fusion contenue dans un grand récipient en forme de poire appelé convertisseur. L'oxygène de l'air brûle le carbone, le silicium, le manganèse et d'autres impuretés pendant que le métal est maintenu à environ 1200 °C. La chaleur de ces réactions chimiques maintient la charge en fusion sans combustible externe. Ce qui en ressort est de l'acier, plus froid et plus faible en carbone que le matériau de départ, prêt à être coulé dans des moules à lingots.

Avant que Henry Bessemer ne brevète cette méthode en 1855, la production d'acier impliquait un travail lent et laborieux en creuset ou des fours à puddler. Ces méthodes coûtaient beaucoup plus cher et produisaient de petites quantités. Le convertisseur Bessemer pouvait traiter de 5 à 30 tonnes en un seul soufflage, prenant peut-être 20 minutes. Cette vitesse et cette échelle ont rendu l'acier suffisamment bon marché pour être utilisé pour les rails, les navires et les poutres structurelles. Le procédé a dominé la sidérurgie jusqu'aux années 1960 et reste historiquement significatif, bien que les fours à oxygène basique et les méthodes à arc électrique l'aient remplacé dans les usines modernes.

Pourquoi ça a marché, et pourquoi ça a échoué

Les réactions d'oxydation génèrent une chaleur énorme, c'est pourquoi aucun combustible externe n'était nécessaire. Mais cette même intensité rendait le contrôle difficile. Le soufflage se faisait dans une seule direction: il n'était pas facile de l'arrêter ou d'ajuster les conditions en cours de processus. Si le minerai contenait du phosphore ou du soufre en grande quantité, ces éléments restaient dans l'acier fini, le rendant cassant. Cette limitation a conduit les sidérurgistes à n'utiliser que des minerais à faible teneur en phosphore, une contrainte sérieuse sur l'approvisionnement en matières premières. Le procédé à l'oxygène basique, développé après la Seconde Guerre mondiale, a résolu ce problème en utilisant de la chaux pour capter le phosphore, permettant ainsi l'utilisation de minerais plus riches.

Le convertisseur lui-même s'usait rapidement. Le revêtement d'argile ou de briques s'érodait sous l'effet des chocs thermiques et des attaques chimiques, nécessitant un remplacement tous les 10 000 à 20 000 tonnes soufflées. Les coûts d'entretien et les temps d'arrêt étaient importants. Le nom "procédé Bessemer" est resté malgré les différends ultérieurs de son auteur avec d'autres inventeurs qui revendiquaient le mérite d'un travail similaire. Le terme reste utilisé lorsqu'on discute de l'histoire de la sidérurgie et de la chimie industrielle, bien que peu d'usines modernes utilisent cet équipement.