Haut-fourneau Article, Signification, Explication

Généralités

Un haut-fourneau est un four à combustion interne, destiné à la fabrication de la fonte. Cette fonte est par la suite affinée par chauffage (décarburation) ce qui permet de produire de l'acier et des dérivés ferreux.

Historique

Les premiers haut-fourneaux sont apparus en Chine vers l'an mil av. J.-C ; utilisés pour la poterie, ils permettaient déjà d'atteindre la température de fusion du fer, mais ils n'ont pas été utilisés tout de suite en métallurgie. Les chinois inventeront la fonte durant la période des Royaumes combattants (IVe siècle av. J.-C– 220 av. J.-C).

Les hauts-fourneaux sont apparus en Europe au Moyen-Âge, vers 1200. Ils ont succédés aux bas-fourneaux, des fours en terre cuite de petite taille, qui ne chauffaient pas assez pour produire une coulée.

En 1709 à lieu la première coulée au coke en Angleterre à Coalbrookdale par Abraham Darby (1678-1717). le coke remplace le charbon de bois. Le haut-fourneau moderne était né. Le coke présentait l'avantage d'augmenter sensiblement les rendements et ne s'écrase pas comme la houille. Le procédé au coke sera perfectionné par le fils et petit fils de Abraham Darby (qui s'appellaient également Abraham Darby). Cependant, l'utilisation du coke mettra du temps à se généraliser. En 1760 l'Angleterre ne compte que 17 hauts-fourneaux au coke. Ce n'est qu'en 1780 que l'usage du coke se généralisera en Angleterre. En France, les premiers essais au coke n'auront lieu qu'en 1769 à Hayange (département français de la Moselle). En 1860 encore un tiers de la fonte française est produite dans des hauts-fourneaux au charbon de bois.

En 1828 l'anglais Neilson à l'idée de chauffer les vents (air injectés dans le bas du haut-fourneau). En 1829 il réalise la première machine industrielle qui chauffe l'air à 150°C (à Clyde en Angleterre). ce qui permet d'économiser un tiers du charbon (par rapport au procédé de l'époque). Le procédé est rapidement adopté. En 1870 les anglais Cooper et Whitwell mettent au point un procédé utilisant les gaz chauds et combustibles rejetés par le haut fourneau pour chauffer les vents.

Constitution et fonctionnement

• La cuve, de forme cylindrique élargie dans le 1/4 de sa base, est constitué de briques réfractaires soutenues par une armature extérieur de poutrelles métalliques.
• Le chargement s'effectue par le haut (minerai de fer, déchets ferreux, coke ou « Charbon »).
• La récupération de la fonte s'opère par coulée au bas du four.
• Une injection d'air est effectuée au plus large du four, afin d'entretenir la combustion du charbon, permettant ainsi la fusion de tout les éléments.
• A l'opposé du point de coulée de la fonte on opère une coulé de laitier, récupération des déchets de la fusion, ou scories.
• La température est variable en fonction de la hauteur dans la cuve (de haut en bas):
  • 300 °C au niveau du gueulard, phase de dessication;
  • 400 °C à 800 °C, phase de réduction;
  • 900 °C à 1 200 °C, phase de carburation;
  • 1 800 °C, phase de fusion;
  • 1 600 °C, phase de liquation, lieu des coulées.

• Historique de la sidérurgie, site de la commune de Poisson (Haute-Marne) (52)

C'est un article concernant le Haut-fourneau. La page contient la signification du Haut-fourneau , Description et explication au sujet de Haut-fourneau