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1 - PRINCIPAUX TYPES DE FOURS

2 - FOURS POUR LAMINOIRS DE GRANDE CAPACITÉ : POUSSANTS ET À LONGERONS

Article de référence | Réf : BE8843 v1

Principaux types de fours
Fours de réchauffage de la sidérurgie

Auteur(s) : Pablo MILLA GRAVALOS

Date de publication : 10 avr. 1998

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  • Pablo MILLA GRAVALOS : Doctor Ingeniero Industrial (Madrid) - Expert Process et Combustion à Stein Heurtey

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INTRODUCTION

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 :

  • implantation : la longueur des fours est souvent limitée par des installations existantes lors de leur construction (bâtiments, ponts roulants, tables à rouleaux, etc.) ;

  • 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 ;

  • 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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-be8843


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1. Principaux types de fours

Les fours de réchauffage peuvent être divisés en deux groupes d’inégale importance :

  • discontinus pour traiter les produits très lourds, et les petites séries de qualité ou de dimensions différentes. En effet, ces fours permettent :

    • de recevoir sur leur sole une grande diversité de dimensions ;

    • d’adapter des cycles de chauffage appropriés à chaque charge.

    Les trois types principaux de fours discontinus sont :

    • pits ;

    • dormants ;

    • à sole mobile ;

  • continus pour le chauffage économique de très grandes séries de produits identiques, exigeant le même cycle thermique.

    Les fours continus utilisés en sidérurgie sont :

    • poussants ;

    • à longerons (tubulaires et réfractaires) ;

    • à sole tournante ;

    • à rouleaux.

1.1 Fours discontinus

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1.1.1 Fours pits

Les soaking pits (puits d’égalisation), sont des chambres en forme de puits (figure 1), munies de couvercles de fermeture et chauffées, dans lesquelles sont introduits les lingots fraîchement coulés, avec le cœur encore liquide, pour atteindre leur solidification complète tout en assurant le niveau et l’uniformité de températures appropriés pour le laminage. La capacité de chauffage doit permettre le réchauffage de lingots froids.

Les lingots réchauffés dans les pits sont mis en forme de brames (slabs) ou de blooms par des laminoirs appelés respectivement slabbings et bloomings.

Les coulées continues des installations modernes, produisant directement des brames et des blooms, ont fait pratiquement disparaître les fours pits.

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1.1.2 Fours dormants

Ce type de fours est généralement utilisé pour le réchauffage de blooms épais, de...

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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.

  • (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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