Adrien Chenot
Adrien Claude Bernard Chenot | |
|---|---|
| Född |
30 augusti 1803 |
| dog | 27 november 1855 (52 år gammal) |
| Medborgarskap | franska |
| Alma mater | École des mines de Paris |
| Känd för |
Metallurgi kolmonoxid |
| Utmärkelser | Gold Medal of Honor Exposition Universelle (1855) |
| Vetenskaplig karriär | |
| Fält | Kemi |
Adrien CB Chenot (född 30 augusti 1803; död 27 november 1855) var en fransk ingenjör mest känd för sina uppfinningar inom metallurgi samt sin forskning om tillverkade gaser. Han är särskilt uppfinnaren av en av de första moderna metoderna för direkt reduktion av järnmalm, baserad på användningen av kol som reagerar med malmen i retorter. Han ställde ut de första proverna av förreducerad järnmalm på den universella utställningen i Lissabon 1849 och belönades med " Grandes Medailles d'Or " (Gold Medal of Honor) vid Paris Universal Exposition 1855 .
Tidigt liv
Född i Bar-sur-Aube gick han i skola i Nancy och sedan i Paris. År 1820 gick han in på Ecole des mines de Paris, och när han lämnade denna skola blev han knuten till generalsekretariatet för avdelningen för broar och vägar. Han lämnade denna tjänst en tid efter för att driva gruvor i Auvergne .
Karriär
År 1826 ombads Chenot av Auguste de Marmont , hertig av Raguse, att utföra metallurgiska studier i Châtillon-sur-Saône , där han lämnade in ett första patent avseende direkt tillverkning av järn genom behandling av pulverformig malm, blandad med kol, på en härd av efterklangsugn.
1832 byggde han en första direktreduktionsanordning i sitt hem i Haute-Saône , vilket väckte en sensation bland närliggande smidesmästare, och flyttade sedan till Clichy-la-Garenne .
Chenot var också intresserad av produktion av tillverkad gas, mer speciellt trägas för att leverera efterklangsugnar . Fram till 1842 arbetade han och patenterade gaser, skifferoljor, blysulfater etc. Han uppfann användningen av alkalier för avfosforisering och avsvavling av tillverkade gaser, och föreslog en klassificering av brännbara gaser baserad på deras reaktivitet med alkalier. Han studerade användningen av porösa material, svampar, för att förbättra gasproduktionen, etc.
1849 återvände han till sin metallurgiska forskning relaterad till reduktion av metalloxider. Utvecklingen av direkt metallurgi, som består i att producera metaller utan att gå igenom stadierna av smältning (i masugnen) och raffinering (som sedan utförs smärtsamt genom pöl ), kräver en vetenskaplig optimering av de kemiska reaktioner som tidigare utförts empiriskt i låga ugnar . Detta tillvägagångssätt tycktes honom kunna revolutionera metallurgin:
"Faktum är att frigöra värme genom oxidation och absorbera den genom reduktion, vilket ger upphov till elektrokemiska och elektrodynamiska strömmar, som snabbt fördelar de lokala effekterna i universum, sådan är den stora mekanismen som fungerar i naturen. genom handlingar av begynnande kroppar eller svampar. Vetenskapen om tillverkning av metallsvampar måste därför hädanefter tjäna som grund inte bara för den metallurgiska konsten, utan för alla andra."
- BC Chenot, 1849
Dess kunskap om produktion av reducerande gaser är avgörande för utvecklingen av dess oxidreduktionsprocesser: den förbättrar samtidigt erhållandet av de gaser som är nödvändiga för dess metallurgiska processer, precis som själva processerna. Han förstod också vikten av malmens renhet för att säkerställa ett ekonomiskt intresse av direkta reduktionsprocesser, och uppfann en "elektrotrieuse" som tar bort en stor del av råmineralerna från deras sterila gånggas.
Hans forskning handlar om att erhålla metallsvampar från många kroppar (aluminium, kalcium, kisel, barium, etc. ), av vilka han också studerar egenskaperna hos deras legeringar med järn.
Död
Chenot dog plötsligt och oväntat i november 1855 efter att ha fallit ut genom ett fönster tydligen på grund av desorientering och illamående från experimenterande kolmonoxidförgiftning . Han var bara 52 år gammal och aktiv under sina sista dagar, även om han var mycket försvagad av de giftiga gaserna som andades in under hans experiment.
Bidrag
Chenot metod för direkt reduktion
Chenot-processen är en av de allra första direktreduktionsprocesserna som efterträder masugnar. Metoden tog över 25 år att utveckla.
Metoden är en retortugn 10 m hög, 1,5 m bred och 0,5 m djup, associerad i par och vars väggar värms upp av 4 koleldar. Retorter laddas uppifrån med en blandning av träkol och järnmalm och deras innehåll töms nedåt så snart belastningen är tillräckligt reducerad. Trots närvaron av en kylare under retorterna, utformad för att återställa dess värme till den laddade malmen, är ”uppvärmningsmetoden […] mycket ofullkomlig; mer värme går förlorad utanför än vad den används i själva retorten”. För att producera ett ton förreducerad järnmalm förbrukar Chenot-processen 350 kg träkol och 780 kg stenkol, vilket är mycket mer än dåtidens masugnar som genomförde både smältning och reduktion, genom att förbruka mindre än 1000 kg koks; processens termiska effektivitet uppskattas då till 26 %, jämfört med 70 eller till och med 80 % av periodens masugnar. Således uppskattar Isaac Lowthian Bell bränslekostnaden 2,3 gånger högre och förlusten 3,5 gånger högre än en masugn och en Bessemer-omvandlare .
Malmen som används måste vara av utmärkt kvalitet (80 till 82 % hematit) och stannar i nästan 8 dagar i apparaten (halva tiden i retorten, sedan i kylaren). Lastning och tömning är dock partiell och därför mer regelbunden: det finns en bearbetningskapacitet på 1,2 till 1,5 ton malm per dag, det vill säga 400 ton per år per produktionsenhet, långt från masugnarnas produktionskapacitet. från epok. Den erhållna järnsvampen innehåller 13 % gråberg, som måste värmas upp och skäras, eller smältas, för att få en användbar massa järn.
Påverkan
Processen präglade dock sin samtid starkt eftersom den utnyttjade och validerade den nya förståelsen av kemiska oxidationsreduktionsreaktioner inom metallurgi. Men även om det illustrerar den perfekta kunskapen om dess författare av modern metallurgi, väcker det många frågor om dess lönsamhet:
"Det är svårt att förstå idag att Chenot-processen ursprungligen ansågs vara avsedd att revolutionera järnindustrin, medan den bara kan tillämpas på absolut rena malmer, som alla är de tillfällen då man inte bestämmer sig för att smälta om svampen i degeln eller i Martins ugn.Det är inte heller underförstått att i en enda fabrik kunde tio ugnar ha monterats, vilket representerar en betydande kostnad, för att tillverka en produkt som per ton svamp innebär förbrukning av 1 400 kilo träkol för reduktionen och 1 723 kilo stenkol för uppvärmning av retorter: svampen kunde inte omvandlas till järn annat än genom att agglomerera den i Comtois-branden till priset av en ny förbrukning av kol."
- A. Ledebur,
I drift på 1850-talet i ett fåtal fabriker i Frankrike (vid Chenot de Clichy-fabriken 1855, i Pontcharra 1856 och Hautmont 1857), i Spanien (vid Barakaldo 1852), i Belgien (vid Couillet 1856) och i Italien . Processen prövades även i USA, där en något förbättrad variant av Blair drevs i Pittsburg fram till 1846. En annan ugn, i Ravensdale ( Norra Staffordshire ), startade 1875, utan att visa sig vara mer lönsam.
Engelsmannen Yates utnyttjar det faktum att härdarna som värmer retorterna kan matas med gas istället för kol, och föreslår i denna mening en modifiering av Chenot-processen 1860.
Även 1860 föreslog amerikanen Renton sedan, 1875, fransmannen Verdié i Firminy , en mer originell variant, bestående i att använda spillvärmen från pölugnarnas skorsten för att värma upp en retort av reducerad storlek. Men om ”operationen vid första anblicken verkar rationell, minskningen är ofullständig, avfallet högt, botten av retorten […] korroderade snabbt. Det är alltid svårt att koordinera, i en ugn, två separata operationer: minska spillvärmen och förfina lyktstolpens sula".
Slutligen fortsatte hans son Eugène Chenot sin fars studier genom att 1862 bygga en direktreduktionsugn vid Ramade-anläggningen i Clichy som förebådade de kontinuerliga processerna för direkt reduktion med enbart gaser, vilket dock inte lyckades. bättre än den process som hans far utvecklat.
Stålet erhålls genom att blötlägga en del (cirka en fjärdedel) av järnsvampen i en uppkolad vätska (tjära, etc. ), sedan genom att smälta de uppkolade svamparna med de icke uppkolade svamparna. Stålet som erhålls på detta sätt anses vara av god kvalitet, även om det finns bättre. År 1867 uppskattades kostnaden för ett ton Chenot-stål tillverkat i Clichy till 1 097,29 Fr , och 500 Fr vid Baracaldo där det var populärt att använda som hästskospik.
Kolmonoxid
Kolmonoxid fungerade som ett reduktionsmedel i Chenot-metoden. Chenot var bland de första att rapportera toxiciteten av kolmonoxidförgiftning . Han led av efterverkningarna av kolmonoxidförgiftning som han drabbades av under sina många experiment. Han var särskilt allvarligt berusad 1846 när han arbetade i markisen de Sassenays fabriker i Preussen . Enligt honom "förvandlas kolmonoxiden till kolsyra som orsakar dödlig deoxidation. […] Orsaken till de patofysiologiska störningarna kan också vara en plötslig temperaturökning på grund av överoxidation av kol i blodet”. Naturligtvis kan Chenot, som "medger att kolmonoxid spelar i blodet [samma] roll som reducerande kropp som i metallurgi", bara ge en partiell förklaring eftersom den inte noggrant analyserar de fysiologiska aspekterna. Trots begränsningar i sin analys är Chenot fortfarande bland de första att föreslå en kemisk teori om mekanismen för förgiftning av denna gas.
Diverse
Adrien Chenot kampanjade också för upphävandet av lagen som rör etableringen av stora järnvägslinjer i Frankrike.
