Le haut-fourneau

Résumé du document

Le haut-fourneau assure plusieurs fonctions dont la plus importante est la réduction des oxydes de fer. Mais ce n'est pas la seule, en plus de réduire presque complète les oxydes de fer, il réduit ceux de phosphore, et partiellement ceux de silicium et de manganèse. Il permet la fusion du minerai réduit et l'évacuation de ce dernier sous forme de fonte et de laitier. De plus, les combustibles sont gazéifiés : les gaz produits assurent le chauffage et la réduction de la charge et quittent l'appareil sous forme de gaz combustible pauvre. Le haut fourneau est un four à cuve assurant les échanges de chaleur et de matières entre tous ces constituants.

Extraits

[...] Certains petits hauts fourneaux de construction ancienne ont un gueulard à simple cloche. Construction Les hauts fourneaux comportent extérieurement un solide blindage en tôle soudée, percé d'orifices prévus pour les tuyères à vent et les boîtes de refroidissement à circulation d'eau. Certaines parties, notamment le sous-creuset, sont refroidies par ruissellement d'eau sur le blindage. Dans d'autres cas, on refroidit le sous-creuset, le creuset, les étalages et parfois la cuve par des plaques en fonte dans lesquelles on a incorporé des tubes à circulation d'eau. [...]

[...] Le pouvoir réducteur des gaz y dépasse nettement celui qui correspond à l'équilibre avec la wüstite. Il en résulte une plus forte consommation de coke. Gaz émis Le gaz en sortie du haut-fourneau n'a pas encore terminé son cycle de vie. Il va tout d'abord être dépoussiéré et filtré. Il contient encore une certaine quantité de monoxyde de carbone qui n'a pas été brûlé, environ 20% dans le cas du haut-fourneau de Pont à Mousson. Ainsi, le gaz va être réutilisé à la fois pour éviter une pollution atmosphérique et pour apporter un gain d'énergie. [...]

[...] D'autre part, le haut fourneau consomme de l'énergie pour alimenter ses dispositifs annexes procédant à l'épuration du gaz, au soufflage et au chauffage du vent et au pompage de l'eau de refroidissement. On définit l'énergie excédentaire comme la différence entre l'énergie du gaz au gueulard et les consommations d'énergie. La différence entre l'énergie des combustibles et l'énergie excédentaire du gaz est l'énergie nette pour la production de la fonte. C'est celle dont on a réellement besoin pour faire fonctionner le haut-fourneau. À l'énergie nette il ne faut pas oublier d'ajouter l'énergie consommée pour la préparation des charges. [...]

[...] Cet empilage est étudié de façon à avoir, d'une part, une surface d'échange suffisante pour assurer un bon rendement thermique et, d'autre part, un poids suffisant pour emmagasiner la quantité voulue de chaleur. Ce système permet donc de transférer la chaleur restante du gaz au vent injecté au bas du haut-fourneau. La chambre de combustion, dite puits, est soit incorporée dans l'appareil, soit extérieure dans les cowpers modernes, ce qui assure une forte température du vent. Elle permet la combustion du CO restant en CO2 en entraînant un important dégagement de chaleur. [...]

[...] Ainsi, sa composition est de 83,31% de carbone et 0,42% de phénol pour un PCI de 8130 kW/T, valeur proche de celle du fioul lourd. C'est la société Rütgers Chemicals AG d'Allemagne qui le fournit au site de Pont à Mousson. Alors que les cowpers classiques ont des réfractaires en briques argileuses, ceux qui sont destinés à donner des températures de vent élevées de l'ordre de 1300 ont la partie supérieure en briques de silice. Le soufflage du vent se fait souvent dans les petits hauts fourneaux à l'aide de soufflantes à piston, moteur à gaz avec un cylindre à vent. [...]