Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Claude GRISVARD : Ingénieur de recherche « Élaboration de l’acier » - Département Acier - Institut de recherches de la sidérurgie (IRSID)
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Une meilleure compréhension des mécanismes de réaction et des phénomènes intervenant lors de la réduction du minerai de fer et de la fusion de la fonte liquide, associée à des mesures et des consignes d’exploitation et de chargement précises, ont conduit à une maîtrise du procédé de réduction-fusion du minerai de fer dans les hauts fourneaux modernes, assurant une grande stabilité de marche de ces réacteurs.
Du point de vue de l’aciériste, les principales impuretés contenues dans la fonte liquide sont le carbone, le silicium, le manganèse, le phosphore, le soufre et, dans certains cas particuliers (fontes chinoises, par exemple), le titane, le chrome, le niobium et le vanadium. Il est important, avant d’envisager les possibilités de prétraitement de la fonte liquide, de questionner le haut fourniste au sujet de sa maîtrise de ces impuretés. La température de la fonte liquide est aussi une caractéristique importante pour l’aciériste, car elle conditionne les possibilités de traitements ultérieurs et d’ajouts de ferrailles ou de minerais au convertisseur.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1989 par Jean-Claude GROSJEAN, Jean-Pierre REBOUL
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Concept du traitement de la fonte par étapes1. Raison d’être des procédés de prétraitement de la fonte liquide
1.1 Généralités sur les marches de haut fourneau
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Impuretés présentes au haut fourneau
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La fonte, du fait de la présence de carbone en excès dans le haut fourneau, est toujours proche de la saturation en carbone (teneurs en carbone de l’ordre de 4,5 % à des températures de 1480 à 1500 C).
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Les autres imuretés (manganèse, phosphore, titane, chrome, niobium et vanadium) dépendent principalement de leur entrée dans le haut fourneau par l’intermédiaire des minerais. En effet, les laitiers de haut fourneau étant peu oxydés et acides (indice de basicité CaO/SiO2 de l’ordre de 1,2 à 1,4), les coefficients de partage de ces éléments entre laitier et métal sont très favorables au métal. Signalons que, en dehors de leur apport naturel par les minerais de fer, il est procédé intentionnellement à des additions de minerai de manganèse pour doper la fonte en manganèse à la demande des aciéristes, à des additions de minerai de titane (ilménite) de façon à recharger les creusets du haut fourneau en cas d’usure importante à ce niveau et à des additions de laitier de convertisseur qui, tout en apportant des éléments valorisés comme la chaux et le fer, introduisent des quantités non négligeables d’oxydes de phosphore, élément que l’on retrouve ensuite intégralement dans la fonte. Cette dernière pratique est cependant de moins en moins utilisée du fait de l’évolution des spécifications techniques vers des nuances de moins en moins chargées en phosphore.
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La teneur en soufre de la fonte dépend des entrées de ce dernier dans le haut fourneau, principalement par le coke et les injections carbonées aux tuyères (charbon, fuel...), de la mise au mille laitier et de l’indice de basicité de ce dernier (figure 1). D’une manière générale, le haut fourneau est un réacteur très désulfurant. Néanmoins, l’optimisation de son fonctionnement et de ses ratios techniques conduit à des marches à quantités de laitier minimales, tandis que l’élimination des alcalins, dont l’accumulation dans le réacteur est néfaste pour la descente régulière des charges, conduit à des marches relativement acides. En conséquence,...
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Raison d’être des procédés de prétraitement de la fonte liquide
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ISHIHARA (S.) - Hot metal pretreatment technology in Japan. - Committee on Technology – IISI – Johannesbourg (S.A.) (mars 1984).
-
(2) - GROSJEAN (J.C.), LECLERCQ (F.) - Étude sur maquette hydraulique du brassage en poche torpille. - Rev. Métallurgie CIT (F.) n 1 (janv. 1986).
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(3) - MIYAGAWA (O.) - Progress of the iron and steel technologies in Japan in the past decade. - Trans ISIJ 25 n 7 (1985).
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(4) - LECLERCQ (F.), REBOUL (J.P.) - La désulfuration externe de la fonte. - Rapport CESSID (F) RFP. 412 (janv. 1986).
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(5) - RICHARDSON (F.D.), FINCHAM (C.J.B.) - Sulphur in silicate and aluminate slags. - JISI 178 (sept. 1954).
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(6) - VENKATRADI (A.S.), BELL (H.B.) - Sulfur partition between slag and metal in the iron blast furnace. - JISI p. 1110-3 (1969).
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