Qu'est-ce que la métallurgie du haut fourneau et du four réverbérat

A haut fourneau is un four métallurgique utilisé pour fondre et produire des métaux industriels, généralement du fer à porc mais aussi d'autres métaux tels que le plomb ou le cuivre.blast signifie que l'air de combustion est "forcé " ou fourni à une pression au-dessus de l'atmosphérique. Dans un haut fourneau, carburant (Coke), le minerai et le flux (calcaire) sont fournis en continu à partir du haut du four, tandis que l'air chaud (parfois enrichi en oxygène) passe par une série de tubes appelés Tuyeres, de sorte que lorsque le matériau tombe vers le bas, des réactions chimiques se produisent Tout au long de la réaction du four.Les produits finaux sont généralement des phases en métal fondu et en scories sortant du fond, et les gaz déchets (gaz de combustion) sortant du dessus du four. Les gaz de combustion riche sont un processus d'échange à contre-courant et de réaction chimique. KS, les plantes de conversion d'étain et les plantes de fusion en plomb seraient classées comme haut fourneaux. Cependant, le terme est généralement limité à ceux utilisés pour fondre le minerai de fer pour produire du fer à porc (un matériau intermédiaire utilisé pour produire de l'acier de base), et les fours d'arbre utilisés en conjonction avec les plantes de mépris dans la fusion de métal. Pour plus de 4% des émissions mondiales de gaz à effet de serre entre 1900 et 2015, mais sont difficiles à décarboniser.

Ingénierie et chimie des processus

Le haut fourneau fonctionne sur le principe de réduction chimique, où le monoxyde de carbone convertit l'oxyde de fer en fer élémentaire. pour se diffuser dans le minerai et réduire l'oxyde de fer.Les fours de bronzage fonctionnent comme un processus d'échange à contre-courant, tandis que les fours de tempérament ne le font pas. Une autre différence est que les usines d'acier fonctionnent en mode lot, tandis que les hauts fourneaux fonctionnent en continu pendant de longues périodes. Également préférable car les hauts fourneaux sont difficiles à démarrer et à s'arrêter. En plus, le carbone en fer à porc rend le point de fusion inférieur à celui de l'acier ou du fer pur; Le fer, au contraire, ne fonde pas dans l'usine.La silice doit être retirée du fer à porc.

Il réagit avec l'oxyde de calcium (calcaire brûlé) et forme des silicates, qui flottent à la surface du fer à porc fondu comme slag ". Historiquement, le fer de meilleure qualité a été produit en utilisant du charbon de bois pour empêcher la contamination par le soufre.La colonne en mouvement vers le bas du minerai, du flux, du coke ou du charbon de bois et des produits de réaction doit avoir une porosité suffisante pour le passage des gaz de combustion. Pour assurer cette perméabilité, la taille des particules du coke ou du charbon de bois est très importante. Assez pour ne pas être écrasé par le poids du matériau au-dessus.

Métallurgie du haut fourneau

Un haut fourneau, un four à tige vertical, produit du métal liquide en réagissant un flux d'air introduit sous pression dans le fond du four avec un mélange de minerai métallique, de coke et de flux alimenté en haut. À partir du minerai de fer, qui est ensuite transformé en acier, et ils sont également utilisés pour traiter le plomb, le cuivre et d'autres métaux. La combustion rapistée est maintenue par flux d'air sous pression. Les fours de BLAST produisent du fer à porc à partir de minerai de fer par la réduction du carbone ( fourni sous forme de coke) à des températures élevées en présence d'un flux tel que le calcaire. Un haut fourneau de fabrication de fer se compose de plusieurs zones: un foyer en forme de creuset au fond; une zone intermédiaire appelée le foyer entre le foyer et la cheminée; un arbre vertical (cheminée) s'étendant du foyer jusqu'au sommet du four; et le toit, qui contient le mécanisme pour charger la fournaise. Charge ou charge de matériaux ferreux (tels que les pastilles de minerai de fer et le frit Avec l'augmentation des gaz réducteurs pour produire du fer fondu et s'accumule dans la fournaise des scories. de la fournaise à travers un certain nombre de Tuyeres (buses) situées autour du périmètre du four; Sur les grands fours, le nombre de ces buses peut varier de 12 à 40. L'air réprimé est à nouveau fourni à partir d'un canal de grand diamètre qui entoure le four. la fournaise et des températures très élevées autour de 1 650 ° C (3 000 ° F) pour produire du fer fondu et du laitier.

Le bosh est la partie la plus chaude de la fournaise en partie en raison de sa proximité avec la réaction entre l'air et le coke. Élimination du mélange d'impuretés et de flux. Des assiettes, des écarts ou des pulvérisateurs pour l'eau de refroidissement en circulation sont intégrés. Pendant le fonctionnement continu, la cheminée est toujours remplie de couches alternées de coke, de minerai et de calcaire. Le coke est enflammé au fond et brûle rapidement par l'air forcé des Tuyeres.L'oxyde de fer dans le minerai est chimiquement réduit en fer fondu par le fer par la carbone et monoxyde de carbone dans le coke.

Le laitier formé se compose de flux de calcaire, de cendres du coke et d'impuretés dans le minerai réagissant avec le flux; Il flotte dans le fer en fusion à l'état fondu. Les gaz qui se lèvent de la zone de combustion, chauffent le matériau frais dans la cheminée et sortent à travers les conduits près du toit. Un haut fourneau peut avoir les installations auxiliaires suivantes: Un bunker pour préparer la charge avant que le bac ne soit soulevé sur le toit par un système de transporteur de voiture ou de ceinture; un système de charge supérieur composé d'un ensemble de cloches doubles verticales (cônes) ou de chutes rotatives, pour éviter la libération de gaz de fournaise pendant la charge; une fournaise qui utilise des gaz d'échappement du four pour préchauffer l'air livré aux Tuyeres; et une fonderie composée de creux qui distribuent du fer fondu et des scories à des louches appropriées pour le transfert vers la fourchette d'acier et la zone de récupération des scories.

En Europe, les hauts fourneaux ont progressivement évolué sur des siècles à partir de petites fonderies exploitées par les Romains, dans lesquels du charbon de bois a été utilisé pour réduire le minerai en pépites de fer semi-solide contenant des quantités relativement petites de carbone et de scories. Le bloc de fer est ensuite martelé avec un marteau Pour éliminer les scories, entraînant du fer forgé. La hauteur accrue de la fournaise, combinée avec les soufflets mécaniques utilisés pour y introduire plus d'air, a permis les températures plus élevées nécessaires pour produire le fer à carbone élevé connu sous le nom de fonte ou de fer à porc. method of production was used in Central Europe in the mid-14th century and arrived in England around 1500.Charcoal was the only furnace fuel until the 17th century,when the depletion of the forests that supplied charcoal in England led to experiments with coke made from Le charbon. Au milieu du XVIIIe siècle, le coke était largement utilisé dans les hauts fourneaux et le principe de chauffage de l'air avant d'entrer dans le haut fourneau a été introduit au début du 19e siècle. Les hauts fourneaux modernes varient en taille de 20 à 110 mètres (70 à 360 pieds), avec des diamètres de foyer de 6 à 15 mètres (20 à 50 pi), et peuvent produire de 1 000 à environ 15 000 tonnes de fer à porc par jour. Pour environ 8% des émissions mondiales de gaz à effet de serre - la majeure partie de toute industrie - et ces émissions contribuent au réchauffement climatique. Certains hauts fourneaux ont été équipés d'une technologie de capture de carbone pour réduire les émissions de CO2. Cependant, certains Steelmakers prévoient d'utiliser un processus à base d'hydrogène qui ne nécessite pas de haut fourneau et qui émet uniquement de l'eau comme sous-produit.

Métallurgie du four réverbérat

Four réverbératrice, dans la production de cuivre, d'étain et de nickel, un four utilisé dans la fusion ou le raffinage dans lequel le carburant n'est pas en contact direct avec le minerai mais est chauffé par une flamme soufflée à travers une autre chambre. est connu sous le nom de procédé à la terre ouverte. La chaleur passe par le foyer où le minerai est placé, puis se répercute en arrière. Le toit est voûté, avec le point le plus élevé au-dessus de la boîte de pompiers. flammes et ainsi résonner. Le foyer est dense et imperméable de sorte que le métal impur mat ou fondu lourd ne peut pas pénétrer et passer par le foyer, et les murs sont faits d'un matériau qui résiste à l'attaque chimique par le scories. Le processus est continu dans le réverbératif Furnace: Le concentré est chargé à travers l'ouverture en haut; Les scories montant vers le haut débordent en continu à une extrémité; Matte est extrait à intervalles de la partie la plus profonde de la piscine et transporté vers le convertisseur pour un raffinage supplémentaire.Bien que sa structure de base reste la même, de nombreuses innovations techniques ont augmenté la capacité de production du four. Mélange continu et utilisation de processus plus récents tels que les fours électriques ou flash.