haut fourneau

Définitions :

Four à cuve profonde, verticale, de très grande dimension (hauteur 20 à 32 mètres, diamètre au ventre 7 à 10 mètres) marchant en continu et soufflé à l'air chaud.

Four à cuve destiné à l'obtention de fonte liquide, dont la charge est essentiellement constituée par des couches successives de minerai ou de ferraille, de coke et de castine, et où l'air de combustion, en général chaud, est soufflé à travers la charge.

Notes :

Il sert à l'élaboration de la fonte de première fusion, par réduction des oxydes de fer. Il travaille en charges épaisses composées de minerais, de combustibles (autrefois charbon de bois, aujourd'hui coke) et de fondant. On désigne un haut fourneau par le nombre de tonnes de fonte qu'il produit en 24 heures, et l'on vise 2000 tonnes en 24 heures.

Le haut fourneau affecte la forme de deux troncs de cône qui seraient rassemblées par leur grande base, dénommée ventre. Il est construit en acier et garni de briques réfractaires. De haut en bas, il comprend : 1. le gueulard par lequel on introduit les charges alternées de minerai, fondant et coke, par l'intermédiaire d'un skip. Il est muni d'un système de fermeture « cup-and-cone »; 2. la cuve, qui occupe les trois cinquièmes de la hauteur totale, est de forme tronconique pour tenir compte de la contraction du courant gazeux ascendant qui se refroidit, en cédant une partie de sa chaleur sensible à la charge descendante, d'où la nécessité d'une cuve profonde, qui améliore les échanges thermiques. La pente, voisine de 85 à 87° facilite la descente des charges; 3. le ventre, ainsi nommé à cause de sa situation, réunit la partie inférieure du haut fourneau à la cuve. Au-dessous du ventre, on trouve successivement : - les étalages évasés vers le haut (pente 79 à 86°), pour tenir compte de l'augmentation de volume du vent, due à la dilatation; - l'ouvrage, à la partie supérieure duquel est soufflé le vent chaud; - le creuset cylindrique destiné à recevoir le laitier et la fonte liquide (deux trous de coulée permettent de les recueillir séparément). Le fonctionnement du haut fourneau exige des annexes importantes : - dispositif de captation des gaz, au gueulard, au moyen d'ouvertures latérales : - appareil d'épuration des gaz; - au moins deux récupérateurs de chaleur à briques alvéolées (Cowper), qui utilisent la combustion des gaz récupérés pour le chauffage de l'air soufflé (750‑1000 °C); - les machines soufflantes, qui fournissent l'air nécessaire (3000 m³ par tonne de coke) au bon fonctionnement du haut fourneau.