2. Le haut fourneau
Le haut fourneau assure les fonctions suivantes : réduction presque complète des oxydes de fer et de phosphore, et réduction partielle des oxydes de silicium et de manganèse ; fusion du minerai réduit et évacuation de ce dernier sous forme de fonte et de laitier ; gazéification des combustibles, les gaz produits assurant le chauffage et la réduction de la charge et quittant l'appareil sous forme de gaz combustible pauvre.
Le haut fourneau est un four à cuve assurant à contre-courant les échanges de chaleur et de matières, en premier lieu d'oxygène qui passe de la charge au gaz.
• Courant des matières chargées
Le coke et le lit de fusion descendent du sommet (gueulard) vers le bas (creuset) du four, en s'échauffant au contact des gaz et en subissant une réduction. Celle-ci a lieu d'abord à l'état solide suivant le schéma :
Cette réduction, dite indirecte, utilise de façon complète la chaleur des combustibles. La réduction a lieu par étapes : Fe2O3, Fe3O4, FeO1,05 (wüstite), Fe.
Si le lit de fusion contient des carbonates, ceux-ci se dissocient dans la partie supérieure (cuve) du four en donnant du dioxyde de carbone et l'oxyde ; FeCO3 se dissocie vers 225 0C, MgCO3 entre 400 et 500 0C et CaCO3 vers 900 0C.
Dans le bas de la cuve et le ventre (cf. infra, Description sommaire), la température de la charge dépasse 1 000 0C. Le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau formés rencontrent le coke incandescent et donnent les réactions :
Il y a « régénération » (solution loss en anglais). L'ensemble des réactions :[…]
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