Production de fonte brute :étapes clés et matériaux expliqués

Le processus de production de fonte brute implique la combinaison de minerai de fer, de charbon de bois et d'un matériau intermédiaire appelé flux à l'intérieur d'un haut fourneau. Lorsque les matériaux se combinent avec une chaleur intense, une grande partie du minerai de fer fond, créant une forme liquide surchauffée. Selon les matériaux et la méthode de refroidissement utilisés, la production de fonte peut être une étape intermédiaire dans la création du fer forgé, de la fonte ou de l'acier.

Un haut fourneau utilisé pour la production de fonte brute est généralement une grande structure en acier comportant plusieurs ouvertures. Près du sommet, des ouvertures permettent l’ajout de minerai, de charbon de bois et de flux selon un motif alterné. Plus bas sur le four, deux portes permettent l'injection d'air, qui est préchauffé entre 1 472 et 2 192 degrés Fahrenheit (800 et 1 200 degrés Celsius). Tout en bas du haut fourneau, deux ouvertures supplémentaires permettent d'évacuer le métal liquide et les scories.

Une fois à l’intérieur du four, les matériaux subissent plusieurs réactions qui permettent la création de fonte liquide. Le charbon de bois libère du monoxyde de carbone, qui amplifie la chaleur de l'air, augmentant ainsi la température à des niveaux encore plus élevés. À mesure que le monoxyde de carbone augmente, il réduit la quantité d'oxyde de fer dans les couches de fer, laissant un pourcentage plus élevé de fer métallique pur et réduisant le point de fusion du minerai. Le matériau de fondant, qui est généralement du calcaire ou du feldspath, réagit avec les impuretés du minerai de fer, créant un matériau à bas point de fusion appelé laitier et purifiant davantage le minerai. Une fois ces interactions cruciales effectuées, le fer fond et est évacué par le bas du four.

La prochaine étape de la production de fonte implique le refroidissement du matériau, ce qui explique également le nom inhabituel du produit. Lorsque la fonte liquide s'écoule du four, elle est traditionnellement détournée vers un long canal central avec de nombreux canaux plus courts disposés en angles, où elle refroidit et durcit. Le nom « fonte brute » vient de la ressemblance du long canal avec une mère cochonne et des canaux plus petits avec des porcelets allaités. Cependant, dans la production de fonte la plus moderne, ce procédé n'est plus utilisé, car des méthodes ont été développées qui permettent de transporter la fonte à l'état liquide plutôt que sous forme de matériau dur.

La production de fonte brute n’est généralement qu’une étape dans la création d’un produit fini en fer, car la teneur élevée en carbone du fer sous cette forme le rend pratiquement inutilisable. Pour le rendre plus polyvalent, il peut être fondu à nouveau et mélangé avec des scories, créant ainsi du fer forgé, ou combiné avec du minerai de fer et des alliages supplémentaires pour créer de la fonte. Le plus souvent, la production de fonte brute est une étape intermédiaire sur la voie de la création de l'acier, qui implique un deuxième processus de combustion pour éliminer la plupart des impuretés restantes et l'ajout d'autres métaux pour créer un alliage à base de fer.

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Lien vers les sources

• https://science.howstuffworks.com/iron3.htm

Par Jessica Ellis

Avec un B.A. Titulaire d'une licence en théâtre de l'UCLA et d'un diplôme d'études supérieures en scénarisation de l'American Film Institute, Jessica Ellis apporte une perspective unique à son travail d'écrivain pour About Mechanics. Bien que passionnée par le théâtre et le cinéma, Jessica aime apprendre et écrire sur un large éventail de sujets, créant un contenu à la fois informatif et engageant pour les lecteurs.