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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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Dans le procédé de réduction et de fusion du minerai de fer au haut fourneau, la fonte rassemble, entre autres, tous les éléments (fer, manganèse, silicium…) qui sont réduits au cours de l’opération ; les oxydes non réduits, quelle que soit leur provenance (gangue du minerai, additions, cendre du coke), se retrouvent dans un produit complexe, le laitier. Ce dernier est évacué du haut fourneau (, sous forme liquide, en même temps que la fonte) ; son enthalpie est d’environ 1 800 MJ/t de laitier soit 3,5 % du bilan énergétique du haut fourneau.
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Fabrications et propriétés des différentes formes de laitiers
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1. Généralités
1.1 Quantité de laitier élaboré
Pour chaque tonne de fonte la quantité de laitier produite dépend principalement de la masse des oxydes non réductibles enfournés, et est donc en raison inverse de la teneur en fer du minerai de fer. On a ainsi, jadis, produit jusqu’à 1 300 kg de laitier par tonne de fonte, en enfournant des minerais contenant moins de 30 % de fer. À l’inverse, certains hauts fourneaux sud‐américains alimentés en minerais à plus de 60 % de fer, et dont le combustible est un charbon de bois à 3 ou 4 % de cendres, n’en produisent pas beaucoup plus de 100 kg/t de fonte (Tamet, Argentine, 1982). En minerai riche (Dunkerque, Fos) on produit habituellement de 300 à 320 kg de laitier par tonne de fonte.
HAUT DE PAGE1.2 Caractéristiques du laitier
La masse volumique absolue varie de 2,85 à 3 t/m3.
La température de fusion et la viscosité du laitier dépendent de son analyse (cf. article Haut fourneau. Théorie dans ce traité et [1]) ; pour les principaux oxydes constituant le laitier (chaux, silice, alumine, magnésie) on vise donc des fourchettes de teneurs relativement étroites, mais les conditions locales de marche conduisent à des analyses de laitier fort diverses ; par exemple, pour s’en tenir au repère de la basicité (i = CaO %/Si O2 %), l’échelle des valeurs va de 0,8 (haut fourneau sud‐américain au charbon de bois) à 1,4 (ancienne marche en minerai lorrain non agglomérié) ; à Dunkerque et à Fos, la valeur de i est de 1,18 à 1,20.
Le tableau 1 donne une analyse mensuelle du laitier du haut fourneau no 2 de Sollac à Fos ; la somme des teneurs en chaux, silice, alumine et magnésie atteint presque 93 %, et justifie que l’on ne considère généralement que ces quatre oxydes.
La figure 1 compare la position des laitiers et celle de divers matériaux dans le diagramme triangulaire chaux‐silice‐alumine.
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Généralités
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - GAYE (H.), STEILER (J.M.) - Données thermodynamiques et physiques des laitiers de haut fourneau. - IRSID. PCM-RF337 bis (janv. 1987).
-
(2) - KEIL (F.) - Hochofenschlacke. - Düsseldorf Verlag Stahleisen (1949).
-
(3) - JAVELLE (P.), PONTEVILLE (P.) - Caractéristiques et emploi des laitiers de hauts fourneaux. - Commission des hauts fourneaux. A.T.S. (1966).
-
(4) - ALEXANDRE (J.), SEBILEAU (J.L.) - Le laitier de haut fourneau. - C.T.P.L. (1988).
-
(5) - SMOLCZYK (H.G.) - Structure et caractérisation des laitiers. - 7e congrès international de la chimie des ciments, Paris (1980).
-
(6) - THOMAS (G.H.), STEPHENSON (I.M.) - The beta to gamma dicalcium silicate phase transformation and its significance on air‐cooled slag stability. - Silicates Industriels (sept. 1978).
- ...
ANNEXES
BLOND (E.H.) - Dégradation thermomécanique des réfractaires au contact des laitiers sidérurgiques. - École normale supérieure, Cachan (2003).
GEORGES (P.) - Volatilisation et condensation du potassium dans les silicates fondus : approche expérimentale et thermodynamique. Applications cosmochimique et sidérurgique. - Université de Nancy-I (2000).
HAUT DE PAGE
NF P15-301 (6-1994), Liants hydrauliques. Ciments courants. Composition, spécifications et critères de conformité.
NF P15-306 (10-1964), Liants hydrauliques. Ciments de laitier à la chaux CLX.
P18-554 (12-1990), Granulats. Mesures des masses volumiques, de la porosité, du coefficient d’absorption et de la teneur en eau des gravillons et cailloux.
P18-572 (12-1990), Granulats. Essai d’usure micro‐DEVAL.
P18-573 (12-1990), Granulats. Essai de Los Angeles.
HAUT DE PAGECentre technique et de promotion des laitiers sidérurgiques (CTPL)
http://www.ffacier.org/pages/rubriques-ffa/ctpl
Euroslag...
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