II) LES DIFFÉRENTES FAÇONS DE FORMER LE MÉTAL
b. Les hauts fourneaux
Les hauts fourneaux permettent de désoxyder et fondre les métaux contenus dans un minerai. Pour le faire fonctionner on utilise un combustible appelé coke, au début de l'utilisation du coke la fonte créée était de mauvaise qualité, il fallu attendre la création d'un post-traitement approprier le mazéage, le coke résiste à la compression à haute température permet de conserver une bonne perméabilité au gaz réducteur, le haut fourneaux est un réacteur chimique qui fonctionne a contre-courant (les gaz montent, les matières solides descende) ce qui lui assure un excellent rendement thermique.
Il produit essentiellement du monoxyde de carbone, dont l'affinité pour l'oxygène du minerai est plus forte que l'affinité entre oxygène et fer ce qui permet de désoxyder le fer. Jusqu'en 1828 on pensait que plus l'air était froid plus la fonte crée était de meilleur qualité, mais l'avantage du vent froid résidait seulement dans le fait qu'il était plus sec, en 1829 un industriel du nom de Neilson convint les directeurs de la Clyde Iron Works de réaliser des essais avec l'air chaud, il devient vite capable d'atteindre un air de 150°C.
La chaleur apporté par cette air permettait une économie de coke même en tenant compte de la consommation du réchauffeur, les industriels on vite compris que limiter les besoins en coke permettait à la fois de mettre plus de minerais dans la cuve et de diminuer la quantité de cendre à évacuer.
Ce procédé fut rapidement adopter, en 1837 Faber du Faur met au point le premier réchauffeur d'air fonctionnant au gaz du haut fourneau, en 1860 commencent les premiers essaient des haut-fourneaux en brique cela permet de dépasser les 750°C, mais les briques empilées en quinconce* supportaient mal les variations de températures. Cowper propose alors des améliorations qui préfigurent le four définitif en éloignant la flamme des briques, en 1945 James Palmer Budd brevette une amélioration du réchauffeur d'air en prélevant les gaz sous le gueulard.
Il est important de bien choisir le système de refroidissement car il permet d’empêcher la destruction rapide du blindage de l’appareil, une défaillance dans le système de refroidissement peux s’avérer dramatique.
Il existe beaucoup de systèmes de refroidissement :
- Il y a le ruissellement d’eau sur le blindage : c’est un refroidissement simple sans circuit mais qui demande une grande quantité d’eau et est limité à des puissances moyennes.
- Les chemises à refroidissement : qui canalise l’eau contre la face externe du blindage, ce système est réserver au puissance moyenne.
- Le refroidissement par boîtes pénétrant perpendiculairement au travers du blindage : c’est une technologie qui peux aboutir à un montage complexe mais il s’adapte à tout les zones du haut-fourneau sauf le creuset mais ce système reste facile a entretenir.
- Le refroidissement en plaques : qui est un tapissant en fonte ou en cuivre avec des inserts en réfractaires, sur la face interne du blindage, il est aussi efficace que le refroidissement par boîtes mais pour remplacer le tapissement il faut arrêter le fourneau.
Définition de disposition en quinconce : Manière d'organisé ou de disposé 5 objets comparable à celle d'un dé.