Conditions subies par les réfractaires du haut fourneau à la coulée continue
Du process sidérurgique aux céramiques réfractaires adaptées - Sollicitations et illustrations industrielles

1.1 Importance des matières et des conditions associées à l’attaque des réfractaires

Dans l’article [N 4 850], nous avons survolé les procédés de fabrication et les réactions possibles entre le réfractaire et les matières (métal, laitier, inclusions, gaz) présentes dans les différents fours, ainsi que les paramètres critiques qui les contrôlent.

Dans cette section, on détaille l’ensemble des matières et des conditions associées à l’attaque des réfractaires dans les étapes successives de l’élaboration de l’acier. L’objectif est de hiérarchiser leur importance qui évolue beaucoup au cours de la fabrication et de décrire les attaques qui deviennent successivement prédominantes.

Nous allons présenter :

• les flux des différentes matières au contact des revêtements réfractaires. Ces flux de matières ne sont pas évidents à évaluer, car ils dépendent de la quantité totale du métal, laitier, inclusions ou gaz dans les fours et aussi de l’importance de leur circulation et de la taille des fours et des pièces. Nous proposons une quantification sous la forme de débits volumiques de gaz (en Nm³/h) et densités de flux massiques d’acier (en kg/m². min) arrivant en surface du réfractaire. Ces flux agissent de plusieurs façons sur la cinétique des réactions en renouvelant l’agent corrosif, en érodant la couche de protection de surface du réfractaire (passivation par transformation réactive de la surface), voire en érodant l’interface riche en liquide (mécanisme complexe de corrosion-érosion). L’importance relative de ces différents flux donne leur classement dans la hiérarchie des attaques ;

• les conditions dans les fours dès qu’ils ont un fonctionnement cyclique. À partir des rigoles du haut fourneau, les revêtements enchaînent des cycles de chargement-élaboration du métal (généralement nommée « coulée »)-vidange-période...