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Auteur(s)
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André REMERY : Ingénieur des Arts et Manufactures - Directeur ECOSID
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Lire l’articleINTRODUCTION
Autrefois, le cycle de production de la Sidérurgie comprenait, à partir de la coulée en lingots, toute une série de réchauffages précédant chacun une opération de laminage et, en général, on avait une succession du type :
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réchauffage des lingots (en fours pits) ;
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laminage pour dégrossir les lingots en brames et blooms ;
-
réchauffage des brames et blooms ;
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laminage en tôles, billettes (avec souvent un autre réchauffage en amont des trains à barres, à fils, etc.).
L’essor de la coulée continue produisant directement des demi-produits a pratiquement supprimé les fours pits qui ne seront donc pas traités dans cet article consacré uniquement aux fours de réchauffage des demi-produits de laminage.
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Aspects technologiques2. Bases scientifiques
2.1 Lois de la combustion
Les fours étant, en général, chauffés par des combustibles fossiles (bien qu’il existe un certain nombre de fours à chauffage électrique), il faut rappeler les lois de la combustion des divers types de combustibles qui sont disponibles dans une usine sidérurgique. On en trouvera les principaux éléments au tableau 1 pour les quatre principaux gaz :
L’examen de ce tableau montre bien les difficultés que présente l’emploi du gaz de haut fourneau ; néanmoins, on peut utiliser ce gaz :
-
grâce au préchauffage de l’air ;
-
ou avec une suroxygénation de cet air ;
-
ou enfin bien sûr en mélange avec des gaz plus riches.
2.2 Lois de transfert de la chaleur
Le flux thermique est proportionnel au pouvoir émissif des surfaces en présence et à la puissance quatrième de leur température absolue. Les échanges thermiques se font entre flamme, charge, parois et gaz brûlés. La surface des flammes étant relativement faible, une part importante des échanges sera due au rayonnement des gaz brûlés.
Le rayonnement des flammes visibles à l’œil est influencé par des particules solides rendant les flammes éclairantes. Mais il ne faut pas perdre de vue que la qualité de la combustion sera d’autant plus élevée que la flamme sera moins visible, c’est‐à‐dire lorsque la part du rayonnement à haute température sort du domaine visible.
HAUT DE PAGE2.2.2 Convection et écoulement des fluides
Dans les grands fours, les vitesses des gaz sont inférieures à 15 m/s et le rôle direct de la convection est faible devant celui du rayonnement. Les écoulements gazeux par contre sont fondamentaux. La maîtrise de la mesure des débits et de l’analyse des gaz permet...
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