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Les utilisations du zinc L’acier zingué

Les utilisations du zinc L’acier zingué. Les utilisations du zinc. En 2010, dans le monde. demi-produit : 9 %. Chimie : 8 %. autres alliages de fonderie : 13%. Zingage : 52 %. Laitons : 14 %. Source : rapport 2010 de Nyrstar. Le zinc dans le bâtiment.

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Presentation Transcript

  1. Les utilisations du zincL’acier zingué

  2. Les utilisations du zinc En 2010, dans le monde demi-produit : 9 % Chimie : 8 % autres alliages de fonderie : 13% Zingage : 52 % Laitons : 14 % Source : rapport 2010 de Nyrstar

  3. Le zinc dans le bâtiment - Utilisé pour les gouttières, toits de Paris depuis le baron Haussmann • Un décret du 25 juillet 1862 du préfet de police de Paris • rend le zinc obligatoire pour réaliser les gouttières • En France, par an, utilisation de 1 million de m2 de feuilles de Zn • utilisées en couverture - Coefficient de dilatation du zinc : 39,7 mm.m-1.K-1 - Utilisation d'un alliage de Zn (99,995 %) + 0,1 % Cu + 0,2 % Ti Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  4. Zn + 1/2 O2 + H2O Zn(OH)2 5 Zn(OH)2 + 2 CO2 Zn5(OH)6(CO3)2 + 2 H2O Le zinc dans le bâtiment La corrosion atmosphérique du zinc - en présence d'air humide : formation de "rouille blanche" - en présence d'air atmosphérique protection du zinc vitesse moyenne de corrosion en atmosphère rurale : 1 mm/an Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  5. Le zinc dans le bâtiment La corrosion atmosphérique du zinc - en présence d'une atmosphère polluée par SO2 formation de sulfite et sulfate de zinc Zn4SO4(OH)6 soluble vitesse moyenne de corrosion en atmosphère urbaine : 2 mm/an vitesse moyenne de corrosion en atmosphère industrielle : 10 mm/an Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  6. Le zinc dans le bâtiment La corrosion atmosphérique du zinc Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  7. Les alliages de zinc • laitons - avec Cu : de 5 à 45 % • masse de Zn • jusqu'à 33 % mas. de Zn : • solution solide cfc (CuZn20 : pour • instruments de musique) • > 33 % Zn : diphasé avec une • phase dure (CuZn40 : pour • serrurerie, robinetterie) • couleur varie avec teneur en Zn : • du rose au jaune Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  8. Les alliages de zinc Alliages de fonderie : "Zamak" • avec Al : de 3,9 à 4,3 % • avec Cu : jusqu'à 3,5 % • avec Mg : jusqu'à 0,06 % - dénominations : ZA4G, ZA4U1G, ZA4U3G Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  9. E°(V) i 2 e- A Fe Zn H+ H2 Fe2+ Fe H2 Zn2+ Zn2+ Zn H2O 2 H2O + 2 e- H2 + 2 OH- L'acier zingué Principe de la protection du fer contre la corrosion Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  10. Eau salée + ions hexacyanoferrate III + phénolphtaléine O2 L'acier zingué La corrosion de l'acier Expérience illustrant la corrosion du fer ½ O2 + H2O + 2 e- 2 OH- Fe  Fe2+ + 2 e- Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  11. Zn Fe L'acier zingué La corrosion de l'acier Protection cathodique de l'acier par anode sacrificielle Expérience Fe L’absence de couleur bleue montre que le fer ne s’oxyde pas. Par contre le zinc s’oxyde en donnant au bout d’un certain temps un précipité blanc d’hexacyanoferrate de zinc Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  12. produits finis demi-produits épaisseur de zinc 70 mm 10 mm 10 mm L'acier zingué Élaboration La galvanisation L'électrozingage dans Zn fondu TfZn = 419°C Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  13. L'acier galvanisé L'interface Fe / Zn Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  14. L'acier galvanisé Conséquences - bonne résistance aux chocs, à l'abrasion - difficultés de déformation - inadaptation pour les demi-produits • ajout de Al (0,16 à 0,20 %) : forme un alliage Fe2Al5 • qui inhibe la formation des alliages Fe-Zn Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  15. L'acier galvanisé Pour faciliter le mouillage de l'acier par le zinc - ajout de Pb : 0,02 à 0,14 % - donne le "fleurage" de l'acier galvanisé - pour l'automobile : élimination du fleurage - pas de Pb - ensemencement par de fines particules de Zn Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  16. molécules adsorbées huile, graisses oxydes acier L'acier galvanisé Préparation de la surface de l'acier surface réelle d'une acier poussières Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  17. L'acier galvanisé Préparation de la surface de l'acier - dégraissage : Na2CO3 + NaOH + détergents + tensioactifs - décapage : HCl 3 à 6 mol.L-1 + inhibiteurs - fluxage : Zn(NH4)2Cl4 Lors de la galvanisation Zn(NH4)2Cl4 → ZnCl2,NH3 + NH3 + 2 HCl FeO + 2 HCl + NH3→ FeCl2,NH3 + H2O ZnO + 2 HCl + NH3→ ZnCl2,NH3 + H2O Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  18. L'acier galvanisé Galvanisation en continu de demi-produits Florange (Arcelor) Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  19. Fe Zn - + Zn Zn2+ solution aqueuse de sulfate de zinc L'acier électrozingué Principe - à l'anode : Zn → Zn2+ + 2 e- - à la cathode : Zn2+ + 2 e- → Zn Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

  20. Exemple d'utilisations du zinc Le zinc dans l'automobile Dans une automobile, il y a en moyenne 10,2 kg de Zn - 4,9 d'alliages de fonderie - 3,2 de zingage - 0,5 dans les pneus (100 g de ZnO par pneu) Jean-Louis Vignes – 20-21 mars 2007

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