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Pages: 6 (1400 mots) Publié le: 30 décembre 2014
Elaboration de la fonte

L’élaboration de l’acier se fait suivant 2 filières principales :
la filière ferraille nécessitant l’énergie de fusion seulement, soit 1.4Gj/t d’acier, fournie par le four électrique
filière fonte ou minerai, nécessitant en plus de l’énergie de fusion, l’énergie de désoxydation soit environ 6,6GJ/t, fournie par l’énergie fossile( charbon , fuel…) cette réductions’opère dans le haut fourneau (H.F)
L’unité de production de la fonte nécessite à coté du H.F des réacteurs auxiliaires tels que , la cokerie pour transformer le charbon en coke par pyrolyse , l’unité pour l’agglomération du minerai, les cowper pour préchauffer l’air de combustion et les épurateurs pour dépoussiérer les gaz évacués par le gueulard.

Description du H.F

FigLes matières premières sont chargées par le gueulard par où s’évacuent également les gaz. Les matières premières descendent à contre courant des gaz.
la forme évasée vers le bas facilite l’écoulement des solides
dans la cuve et le ventre se produit la réduction des matières solides
au niveau de l’étalage on a la fusion du métal primaire, des oxydes de fer non encore réduits et de la gangue.L’évasement vers le haut de cette zone permet de réguler la descente de la charge.
La zone de fusion est située entre le début du ramollissement (1100-1200°C) et la fusion complète (1400-1450°C)
La réduction des oxydes de fer s’achève dans la zone active où seul le coke est encore à l’état solide, La font se constitue.
La combustion du coke et des combustibles injectés se produit au bout dechaque tuyère(1tuyère par mètre de circonférence) . Une cavité est ainsi créée en face de la tuyère et entretenue par le courant de vent. La présence de ces cavités proches des parois engendre une vitesse de descente importante des matières premières le long des parois. La combustion du coke produit un gaz à 35%de CO dont T atteint 2000 à 2200°C
Dans le creuset on a séparation du laitier de la fontepar décantation.
Dans la partie supérieure du H.F on a la réaction gaz-solide
Dans la partie inferieure ; étalage et zone active on a les réactions gaz-liquide en présence du coke solide
Quant au creuset, il se comporte comme un réacteur liquide-liquide où se produisent les réactions métal laitier.





Pour 1 tonne de fonte nécessite :
- 1600kg de minerai de fer à 58%
-combustible coke à 90%C 320kg
- Charbon à75-85% de C :160kg
- 1000Nm3 d’air chauffé à 1200°C soit 3tonnes d’air
Génère :
- 300kg de laitier
- fonte à 1500°C :1tonne
- 1600Nm3de rejets gazeux (à 100-180°C) aux pouvoir réducteur non encore épuisé
Le rendement de la réduction des oxydes de fer est de 95,5%
- durée de vie :12 ans.

Les matières premières solides doivent répondre à un certain nombrede critère tels que :

- le coke , réducteur et garnisseur doit être perméable au gaz et au liquide donc avoir une granulométrie ~50 et une certaine résistance mécanique assurant sa cohésion et donc empêche sa désagrégation. Pour des raisons de cout, en tant que combustible du charbon est injecté par les tuyères à raison de 160à180kg/tonne de fonte.

le minerai de fer doit être aggloméré(granulométrie ~5à40mm)
l’air doit être envoyé à une pression de 4 à 5 bar. On crée une contre pression en étranglant la sortie du gaz par le gueulard. Ceci la vitesse du gaz augmentant ainsi le temps de contact gaz – solide engendrant un meilleur rendement de réduction.
L’air doit être préchauffé.

Phénomène mis en jeu

1- Principales réactions chimiques dans le H.F :

C + 1/2O2CO action très exothermique gaz à 2000-2200°C
Réaction résultant des successions de réactions :

C + O2 CO2 ( 1 )
CO2 + C 2CO ( 2 )
gaz à 35%CO ; 2 à 5% H2 le reste c’est N2.

La vitesse de combustion du coke règle celle de la production de la fonte. Aux températures du H.F la vitesse est tellement élevée que le facteur de...
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