Haut fourneau - Théorie

1 - Place du haut fourneau

• 1.1 - Historique du haut fourneau
• 1.2 - Qualité de la fonte

2 - Aspects fondamentaux de la marche du haut fourneau

• 2.1 - Finalité du haut fourneau
• 2.2 - Description sommaire
  Figure 1 - Schéma d’un haut fourneau (d’après )

3 - Aspects théoriques du fonctionnement

• 3.1 - Aspects thermiques
  Figure 2 - Différents types de profils thermiques (d’après ) Figure 3 - Zone de réserve thermique (d’après ) Tableau 1
• 3.2 - Aspects chimiques
  Figure 4 - Équilibres Fe, oxydes de fer, CO, CO2 (Chaudron) Figure 5 - Réductions des oxydes de fer en lit fixe (d’après ) Figure 6 - Droite opératoire : réduction indirecte idéale (d’après )
• 3.3 - Phénomènes d’écoulement
  Figure 7 - Droite opératoire : défaut d’idéalité (d’après ) Figure 8 - Effet du taux de vide dans la formule d’Ergun Figure 9 - Courbes de Furnas Figure 10 - Dissection du haut fourneau de Nagoya (Nippon Steel Corporation) Tableau 2 Tableau 3

4 - Schémas de fonctionnement du haut fourneau

• 4.1 - Schéma thermochimique
  Figure 11 - Études thermochimiques : expérimentations sur hauts fourneaux en marche ( pour (a ) et (b ) ; pour (c )) Figure 12 - Fonctionnement du haut fourneau (d’après ) Tableau 4 Tableau 5 Tableau 6
• 4.2 - Schéma aérodynamique
  Figure 13 - Différentes zones du haut fourneau Figure 14 - Différentes formes de zone de fusion (doc. Nippon Steel Corporation) Figure 15 - Analyse du gaz au nez de la tuyère (d’après ) Figure 16 - Arrangement du coke dans le creuset (d’après ) Figure 17 - Schéma de la zone tourbillonnaire (d’après ) Figure 18 - Positions de l’homme-mort (d’après ) Figure 19 - Influence du temps de séjour du gaz dans la cuve sur la réduction de l’hématite par CO à 900 oC (d’après ) Figure 20 - Caractéristiques de fonctionnement du haut fourneau gigogne central et périphérique (d’après ) Tableau 7
• 4.3 - Relation entre les schémas thermochimique et aérodynamique

5 - Fonte et laitier

• 5.1 - Fonte
  Figure 21 - Diagramme fer-carbone simplifié Tableau 8 Tableau 9
• 5.2 - Laitier
  Figure 22 - Variation des teneurs en carbone, silicium et manganèse dans un haut fourneau (d’après ) Figure 23 - Relation entre la teneur en silicium dans la fonte et la température (Expérimentation faite à Sollac-Fos / Mer)  Figure 24 - Diagramme CaO, SiO2 , MgO (d’après ) Figure 25 - Température de liquidus et viscosité des laitiers de basicité B [(CaO + MgO) / (SiO2 + Al2O3)] = 1 (d’après ) Figure 26 - Compromis évacuation du soufre - évacuation des oxydes alcalins (d’après ) Tableau 10

6 - Enfournement

• 6.1 - Matières enfournées
  Figure 27 - Évolution des propriétés du coke dans le haut fourneau (d’après ) Figure 28 - Influence de la qualité du coke (d’après ) Figure 29 - Évolution de l’aggloméré dans le haut fourneau (d’après ) Figure 30 - Influence de la teneur en fer ferreux dans l’aggloméré sur l’efficacité de réduction (d’après ) Tableau 11 Tableau 12 Tableau 13 Tableau 14 Tableau 15
• 6.2 - Éléments indésirables dans le haut fourneau
  Figure 31 - Mécanisme de la recirculation des alcalins au haut fourneau (d’après )
• 6.3 - Répartition des matières au gueulard
  Figure 32 - Mécanisme de la recirculation du zinc au haut fourneau (d’après ) Figure 33 - Répartition granulométrique au gueulard (d’après ) Figure 34 - Couches de matières au chargement (d’après ) Tableau 16

7 - Vent et gaz

• 7.1 - Vent
  Tableau 17 Tableau 18
• 7.2 - Gaz
  Tableau 19 Tableau 20