Bibliographie & annexes
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En anglais
Auteur(s)
-
Pablo MILLA GRAVALOS : Doctor Ingeniero Industrial (Madrid) - Expert Process et Combustion à Stein Heurtey
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Lire l’articleINTRODUCTION
La dénomination d’acier s’applique à des alliages fer-carbone (Fe-C) contenant jusqu’à 1,7 % de carbone, mais la plupart des aciers en contiennent moins de 1 %. Généralement, on note aussi la présence d’autres éléments tels que du manganèse (Mn), du chrome (Cr), du nickel (Ni), du molybdène (Mo), etc.
L’acier est élaboré suivant deux filières :
-
réduction du minerai (oxydes de fer) dans des hauts fourneaux et élimination de l’excès de carbone de la fonte liquide (3 à 4,5 %) dans des convertisseurs à l’oxygène ;
-
fusion de ferrailles (acier recyclé) dans des fours électriques.
Le produit obtenu par ces deux voies est traité dans des stations d’affinage où il est amené à sa composition chimique finale par ajustement définitif du taux de carbone et addition des éléments qui donneront à l’acier les caractéristiques souhaitées. Opération appelée mise en nuance.
L’acier liquide obtenu est solidifié dans des machines de coulée continue desquelles il sort sous forme d’ébauches appelées demi-produits dont les dimensions typiques sont :
Antérieurement à l’apparition des coulées continues (au début des années 60), l’acier était coulé en lingots et subissait un premier laminage pour être mis sous forme de demi-produits.
Les demi-produits sont le point de départ de tous les produits sidérurgiques obtenus par laminage (plaques, tôles, feuilles, feuillards, fils, barres, rails, poutrelles, tubes, roues, etc.). Ils ont totalisé 750 millions de tonnes, au niveau mondial, en 1996.
À la sortie de la coulée continue, les demi-produits sont soit directement chargés dans les fours de réchauffage pour être portés à la température appropriée pour le laminage (1 100 à 1 300 oC), soit stockés jusqu’à leur inclusion dans un programme de laminage. Les fours de réchauffage doivent donc harmoniser les rythmes de production de l’aciérie et du laminoir.
Pour accomplir leur tâche, les fours de réchauffage doivent s’adapter à un certain nombre de contraintes, par exemple :
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implantation : la longueur des fours est souvent limitée par des installations existantes lors de leur construction (bâtiments, ponts roulants, tables à rouleaux, etc.) ;
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produits : diversité des caractéristiques (température de laminage, diffusivité, résistance au fluage, dimensions, température d’enfournement) ;
-
combustibles : gaz sidérurgiques avec fluctuations de qualité et de quantité,
et réaliser le meilleur compromis pour la satisfaction de critères suivants, souvent contradictoires : productivité, homogénéité des températures, flexibilité, fiabilité, économie, etc.
Cet article est divisé en deux paragraphes :
-
le premier décrit succinctement les divers types de fours de réchauffage ;
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le second traite plus en détail les fours poussants et à longerons compte tenu de leur importance économique et technique (ces types de fours équipent les laminoirs de grande capacité et assurent le réchauffage de plus de 90 % des demi-produits avec des unités dont la production horaire peut atteindre 500 t/h).
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Principaux types de fours
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2. Fours pour laminoirs de grande capacité : poussants et à longerons
Ce chapitre est particulièrement consacré aux fours poussants à cinq zones et aux fours à longerons tubulaires en raison de leur importance (voir introduction et paragraphes 1.2.1 et 1.2.2), néanmoins son contenu technique est applicable à tous les fours de réchauffage.
2.1 Contraintes dues aux dimensions des produits
2.1.1 Distribution des supports de la charge. Plan de chargement
Les dimensions des demi-produits imposent l’espacement maximal des supports (longerons ou glissières) capables de les convoyer le long du four sans risque de déformations inadmissibles dues au fluage. De plus, les tolérances de longueur et celles de position à l’enfournement doivent être prises en compte pour s’assurer que les produits reposent toujours en équilibre sur deux points au moins, sur les longerons fixes, sur les mobiles (ou sur les glissières des fours poussants), et sur les bras de la défourneuse.
Par ailleurs, le nombre de supports doit être minimal parce qu’ils génèrent des pertes thermiques et des traces noires. Ces dernières sont des zones moins chaudes que le reste du produit, du fait du contact brame-support refroidi et surtout de l’arrêt du rayonnement du four par le support (effet d’ombre provoqué par le support).
Pour chaque four, le nombre et l’espacement des supports sont définis, pour un ou plusieurs produits, par des règles expérimentales en fonction du type d’acier (comportement au fluage), de l’épaisseur, de la température de chauffage, du temps de séjour à haute température, etc. Les supports ainsi définis, les produits considérés et leur position dans le four, constituent le plan de chargement (figure 13).
Le rapport, exprimé en pourcentage, entre la surface de sole couverte par un type de produits et celle que couvrirait le produit le plus long acceptable dans le four est appelé couverture de sole.
HAUT DE PAGE2.1.2 Chargement et déchargement
Deux types de manutention sont cités dans les descriptions des divers types de fours :
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latéral...
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Fours pour laminoirs de grande capacité : poussants et à longerons
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Calcul, conception et utilisation des brûleurs industriels à gaz. - 1983, 308 p. Association Technique de l’Industrie et du Gaz en France.
-
(2) - Techniques de réduction des émissions d’oxydes d’azote par modification des conditions de combustion. - 1991, 69 p. Agence pour la Qualité de l’Air, en collaboration avec l’Institut Français de l’Énergie.
-
(3) - BENITO GIL (F.) - Fuel oil, almancenamiento, combustion y contaminacion atmosferica. - 1969, 275 p. Editorial Blume.
-
(4) - CHAPMAN (A.J.) - Heat transfer (Transmision del calor). - 1965, 484 p., traducido por Navarro Rubio − Ediciones Interciencia Costanilla de Los Angleles 15, Madrid.
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(5) - CHESTERS (J.H.) - Refractories production and properties. - 1973, 513 p. The Iron and Steel Institute.
-
(6) - GLINKOV (M.A.) - Fondements...
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