Le haut fourneau est un……. réacteur gaz/solides à contre-courant

Haut fourneau

Le haut fourneau est un réacteur gaz/solides à contre-courant dans lequel la colonne descendante des matériaux de charge [coke, minerai de fer et flux/additifs] réagit avec les gaz chauds ascendants. Le procédé est continu, les matières premières étant régulièrement chargées au sommet du four et le fer fondu ainsi que les scories étant puisés à intervalles réguliers au fond du four.

Les étapes clés du processus sont les suivantes :

1. partie supérieure du four – l’humidité libre est chassée des matériaux de charge et les hydrates ainsi que les carbonates sont dissociés.
Partie inférieure de l’arbre du haut fourneau – La réduction indirecte des oxydes de fer par le monoxyde de carbone et l’hydrogène se produit entre 700 et 1 000 °C.

2. Zone de la fournaise où la charge commence à s’adoucir et à fondre – la réduction directe des oxydes de fer [et autres] et la carbonisation par le coke se produisent entre 1 000 et 1 600 °C. Le fer en fusion et le scorail commencent à couler jusqu’au fond du four [le foyer].

3. Entre le fusil et le foyer se trouvent les tuyeres [buses en cuivre refroidies par eau] à travers lesquelles le souffle – l’air de combustion, préchauffé à 900-1 300°C, souvent enrichi d’oxygène – est soufflé dans le four. Juste devant les tuyeres se trouve la zone de combustion, la partie la plus chaude du four, à 1 850-2 200 °C, où le coke réagit avec l’oxygène et la vapeur dans le souffle pour former du monoxyde de carbone et de l’hydrogène [ainsi que de la chaleur], et le fer et les scories fondent complètement.

4. Le fer en fusion et le scorie s’accumulent dans le foyer du four. Moins dense, le scoia flotte au-dessus du fer. Le scorie et le fer sont fouillés à intervalles réguliers par des trous de prise séparés. Pour la production de fonte brute marchande, le fer est coulé en lingots ; Dans les aciéries intégrées, le fer en fusion ou le métal chaud est transféré dans des voitures à louches torpilles vers les convertisseurs en acier. Le laitier est transféré dans des fosses à scories pour être transformé ultérieurement en matériaux utilisables, par exemple des matières premières pour la production de ciment, la construction de routes, etc.