Annexes
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Installations annexes

Un haut-fourneau avec son aciérie dispose souvent d'installations annexes. Certaines doivent se trouver à proximité comme une usine de production d'oxygène et d'argon. Ces deux gaz sont produits par la distillation fractionnée de l'air liquide.

Gaz industriels

L'oxygène sert à activer la combution dans le haut-fourneau après la coulée quand il est injecté à hauteur de la tuyère (en même temps que de la poussière de charbon). L'oxygène est également utilisé plus tard pour brûler certains corps indésirables dans le convertisseur (conversion de la fonte en acier).

L'argon est un gaz inerte présent en relative grande quantité dans l'air (environ 1%) et donc facile a fabriquer: c'est pour cela qu'on utilise de préférence ce gaz chaque fois qu'on a besoin d'un gaz qui ne réagit pas avec le métal en fusion. L'azote de l'air a en effet tendance à se dissoudre dans l'acier en fusion et rend l'acier cassant. On fait barboter l'argon dans les convertisseurs pour mélanger le métal en fusion.

On note régulièrement des décès dans les aciéries par manque de respect des consignes de sécurité: ce gaz plus lourd que l'air s'accumule dans les convertisseurs et refoule l'air respirable. L'intoxication par manque d'oxygène ne produit aucun symptome. Les ouvriers qui font l'entretien dans le convertisseur s'évanouissent et meurent dans les minutes qui suivent par manque d'oxygène.

Le gaz est également stocké sur place dans des réservoirs (généralement rouges) où il sert d'extincteur d'incendie (inergen: combiné à de l'azote et à du dioxide de carbone). La présence de dioxide de carbone fait activer la respiration et les personnes peuvent alors plus facilement survivre en cas d'accident.


Les cokes ressemblent à de l'anthracite devenu gris et mat


Champs de mélange:
ajout de matières premières en haut de la colline


Champs de mélange:
récupération d'un coté de la colline


l'aggloméré (sinter), le minérai de fer et le charbon (qui est proncipalement transformé en cokes)

Cokes

Les cokes servent de réducteur dans le haut-fourneau. Ils sont produits dans une cokerie. Il s'agit de charbon fortement réchauffé en athmosphère inerte (les gaz présent dans le charbon et d'autres composants indésirables comme le souffre et le goudron s'échappent et sont récoltés).

Le coke ressemble à de l'anthracite, mais est devenu tout gris, mat et poreux. Il est très solide en comparaison du charbon de bois.

La production de cokes peut très bien se faire en dehors du site du haut fourneau: il est même possible de l'importer. Mais la concurrence économique joue a fond: les marges bénéficiaires sont minimes et acheter du cokes chez la concurrence n'est pas une option viable. De plus, les gaz issus de la distillation du charbon sont combustibles et peuvent être utilisés pour réchauffer encore un peu plus l'air insufflé dans le haut fourneau. C'est pour cela qu'on retrouve souvent une cokerie à proximité d'un haut-fourneau ou d'un site industriel et chimique.

On a utilisé du gaz de cokerie comme "gaz de ville" (pour cuisiner et se chauffer). On a donc également installé des cokeries dans les banlieues. Ce gaz qui était toxique à cause de la présence de monoxyde de carbone a été remplacé par le gaz naturel.

Le cokes est introduit dans le haut fourneau séparément du minérai de fer prétraité (il y a formation de couches qui permettent un fonctionnement plus régulier).

Le traitement du minérai de fer est décrit sur une page indépendante. La cokerie et le prétraitement du minérai sont très importants pour un fonctionnement fiable du four.

Pour garantir une qualité constante, on étend le minérai, le charbon et la chaux (ou la castine) sur de grands terrains. A chaque arrivage, on ajoute des couches de matières premières qui forment une colline de plus de 100m. de long et de plus de 10m. de large. Quand on a besoin de matières premières, on creuse la colline d'un coté, ce qui permet de mélanger les arrivages.

La désulfuration de la fonte s'effectue généralement sur le site du haut fourneau (une lance plonge dans le bain et injecte du carbure ou de la poudre de magnésium). La température du bain de fonte augmente, ce qui réduit les risque que la fonte ne se fige dans la torpille pendant le transport.

En aval du haut fourneau, nous avons:

  • l'aciérie qui transforme la fonte en acier (procédé LD ou autre),
  • la coulée continue où l'acier liquide se solidifie sous forme de bande épaisse de section rectangulaire (brames) ou carrée. Le laminage et les produits semi-finis sont décrits ici.

Au lieu de la filière acier, on rencontre aussi la filière fonte, moins courante, qui fabrique des produits en fonte (fonderie).



Le laitier de haut fourneau est un stérile pour le sidérurgiste (il n'a aucune valeur). A la sortie du four, le laitier qui flotte sur la fonte est séparé et aspergé d'eau sous pression. Il se fige sous forme de petites boulettes (granulat). Le laitier est utilisé en remplacement partiel au ciment.

Les laitiers riches en silice sont utilisés comme matière première pour la fabrication de verre, ceux riches en phosphore comme engrais et le laitier de convertisseur est utilisé dans la construction.

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