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Auteur(s)
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Maurice BURTEAUX : Ingénieur de l’École Centrale de Paris - Ancien Chef des hauts fourneaux de Longwy et Dunkerque
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Lire l’articleINTRODUCTION
Au sein de l’usine sidérurgique intégrée décrite dans l’article Grandes usines sidérurgiques intégrées classiques de ce traité, le haut fourneau est installé dans l’usine à fonte qui regroupe la préparation de la charge, parfois la cokerie, le haut fourneau et ses annexes, et une section technique chargée du progrès et du développement. Cet article et l’article Haut fourneau. Exploitation concernent le haut fourneau, ses annexes et, partiellement, la section technique.
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- Version courante de mars 2017 par Jean-Marc STEILER
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Aspects théoriques du fonctionnement2. Aspects fondamentaux de la marche du haut fourneau
2.1 Finalité du haut fourneau
Son rôle primordial est d’extraire le fer contenu dans les minerais. Dans la plupart des minerais, le fer se trouve combiné avec de l’oxygène généralement à l’état trivalent (Fe2O3), parfois à l’état bivalent (FeO) ; dans les magnétites (Fe3O4), la valence du fer est intermédiaire. Le carbonate de fer (FeCO3) est aussi utilisé comme minerai, mais le fer est toujours ramené à l’état d’oxyde soit par calcination à l’air préalablement à l’enfournement :
soit par décomposition dans la partie haute du fourneau :
Le haut fourneau est donc, d’abord, un appareil de réduction où l’on met en contact les oxydes de fer et des agents réducteurs ; par ailleurs, étant donné les conditions de température qui règnent dans cet appareil, le fer en est évacué sous forme liquide dans la fonte. Enfin, il est essentiel que la fonte produite pour l’affinage satisfasse les besoins de l’aciérie où elle est convertie en acier ; strictement parlant, cette dernière transformation ne concerne que la diminution de la teneur en carbone du métal, mais l’opération au haut fourneau introduit également dans l’alliage fer-carbone un certain nombre d’autres éléments qui doivent, à des degrés divers, être éliminés de l’acier marchand.
La désulfuration s’effectue mal et de façon coûteuse au convertisseur, la teneur en soufre de la fonte est donc généralement abaissée dans un stand de désulfuration situé entre le haut fourneau et l’aciérie : la teneur en soufre de la fonte à la coulée doit donc être compatible avec les possibilités du système de désulfuration et la teneur finale visée dans l’acier.
La teneur en phosphore, exigée pour certaines qualités d’acier, nécessite de limiter strictement la présence de cet élément dans la fonte.
La désiliciation...
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