Construction de haut fourneau

Types de construction de hauts fourneaux

Les principaux matériaux de construction d'un **haut fourneau** qui produit du fer sont les matériaux réfractaires, capables de résister à des températures élevées sans dommage. Les matériaux réfractaires sont spécialement conçus pour protéger les machines contre les fortes chaleurs ou les substances corrosives. Les réfractaires de haut fourneau sont conçus pour résister aux environnements difficiles créés par les processus qui s'y déroulent, impliquant des températures extrêmement élevées, une corrosion chimique et une usure mécanique.

Mortiers, mortiers en spinelle d'alumine-magnésie, mélange sec en spinelle d'alumine-magnésie, argiles pour trou de coulée, argile d'alumine pour trou de coulée, argile d'alumine pour trou de coulée longue durée, briques réfractaires, briques d'alumine haute, briques de carbone, argile et briques de carbone non brûlées sont quelques exemples de matériaux réfractaires pour hauts fourneaux. Les matériaux réfractaires de haut fourneau sont généralement du carbone non brûlé, de l'argile, de la bauxite, de l'argile réfractaire, de l'alumine, de la chromite, de la zircone, de la titane, du carbure de silicium et du graphite. Ces matériaux résistent aux chocs thermiques, à la corrosion, à l'usure et présentent une résistance élevée à la compression.

Les briques de carbone sont principalement composées de coke de pétrole avec une teneur en carbone supérieure à 70 %. Les briques de carbone, également connues sous le nom de produits réfractaires carbonés, créent une barrière imperméable pour le fer en fusion à l'intérieur d'un haut fourneau afin de l'aider à conserver sa chaleur, augmentant ainsi considérablement la durée de vie de l'infrastructure. Les briques de carbone sont généralement utilisées pour le fond du haut fourneau, car cette zone subit le plus de chaleur et de pression. En général, les briques de carbone sont durables en raison de leur capacité à résister aux chocs thermiques, aux matériaux corrosifs et à l'usure mécanique. Les briques de carbone résistent également aux acides et aux alcalis, capables de les tolérer de manière uniforme. Les briques de carbone de haut fourneau améliorent l'efficacité énergétique en raison de leur isolation thermique.

Les briques réfractaires sont faites d'argile ou d'autres matériaux réfractaires déployés dans le haut fourneau en raison de leur capacité à résister à des températures élevées et aux chocs thermiques et de leur résistance élevée à la corrosion acide et basique. Les briques réfractaires résistantes aux acides sont les choix préférés dans la fabrication de hauts fourneaux haute performance où la silice est le matériau clé. La résistance aux acides attrayante de la silice, son point de fusion élevé et sa longévité deviennent des investissements en carbone. Les briques réfractaires en silice peuvent résister aux acides mais pas aux bases et peuvent être utilisées dans les zones où des environnements acides sont fréquemment rencontrés. En revanche, le matériau réfractaire résistant aux alcalis contient des matériaux alcalins comme le magnésium et le calcium dans la silice réfractaire qui peuvent résister aux bases mais pas aux acides. Des substances dangereuses sont couramment utilisées dans les réfractaires résistants aux alcalis car les propriétés anticorrosives sont nécessaires dans les industries chimiques.

La composition chimique des briques réfractaires d'alumine est Al2O3, où la teneur en alumine diffère dans les briques. Elles sont créées à partir de bauxite et réalisées par frittage à haute température. En augmentant la teneur en Al2O3, la résistance aux températures élevées et à la corrosion chimique augmente. La longévité des briques réfractaires d'alumine est raccourcie par l'exposition au métal en fusion et aux scories dans le haut fourneau. Les briques en spinelle d'alumine-magnésie sont un autre type de matériau réfractaire, créé pour faire face à la magnésie, modifiant leurs propriétés en combinant l'alumine et la magnésie dans la même structure cristalline en spinelle. L'utilisation de briques d'alumine est d'accroître la résistance à la corrosion chimique, aux chocs thermiques de la température du laitier en fusion et à l'usure de la pression mécanique (par exemple, le retournement du manteau, les panneaux de refroidissement et le système de tuyauterie).)

Spécifications et entretien

Les spécifications d'un haut fourneau impliquent ses tailles et dimensions. Celles-ci peuvent varier en fonction de la fonctionnalité et de l'objectif du four.

• L'une des spécifications de base du four est le volume, qui est généralement de 3 000 à 7 000 mètres cubes, représentant la capacité de production du four.
• La hauteur du four affecte également ses performances. La hauteur du four peut atteindre 30 à 40 mètres, voire plus dans certains grands fours.
• Le diamètre du four est une autre spécification importante qui affecte la productivité du four. La taille peut varier de 5 à 12 mètres.
• La température du four est l'un des paramètres de fonctionnement critiques qui affectent la qualité et le rendement du produit. La température du haut fourneau peut atteindre 1 500 à 2 000 degrés Celsius.
• La pression à l'intérieur du four est également un paramètre de fonctionnement important qui affecte le rendement et la qualité du produit. La pression de travail du haut fourneau peut être de 0,5 à 2,0 MPa.

En plus des spécifications mentionnées ci-dessus, le four présente également certaines caractéristiques techniques, telles que le type et la disposition des tuyères, les systèmes de refroidissement, les systèmes de collecte de gaz, etc.

Entretien

En raison du fonctionnement à haute température et de la charge de travail importante du haut fourneau, un entretien adéquat est essentiel pour garantir ses performances stables et sa longue durée de vie.

• Inspections de routine : des inspections régulières de l'ensemble du four sont nécessaires pour identifier à temps tout problème potentiel ou toute panne d'équipement.
• Maintenance de l'équipement : l'équipement clé du haut fourneau, tel que les tuyères, les systèmes de refroidissement, etc., doit être entretenu et révisé régulièrement. Assurer leur fonctionnement et leurs performances normaux.
• Lubrification et vidange d'huile : la lubrification et la vidange d'huile des pièces mobiles du four sont essentielles pour réduire l'usure et garantir le bon fonctionnement de l'équipement.
• Nettoyage : maintenir l'extérieur et les pièces opérationnelles du haut fourneau propres. Cela contribue à empêcher la saleté et les écailles d'affecter la dissipation de chaleur et les performances de l'équipement.
• Systèmes de surveillance intelligents : de nombreux hauts fourneaux modernes utilisent des systèmes de surveillance intelligents capables de réaliser une surveillance en temps réel et une commande à distance des états du four. Cela rend possibles des services et une maintenance plus rapides et plus efficaces.

Scénarios de construction de hauts fourneaux

• Industrie sidérurgique :

  La construction d'un haut fourneau constitue le pilier du secteur mondial de la fabrication de l'acier. Il joue un rôle majeur dans la production primaire d'acier. La méthode du haut fourneau à réduction indirecte est largement utilisée pour convertir le minerai de fer en fer de haute qualité ou en métal chaud, qui est ensuite utilisé dans la fabrication de l'acier.

• Aciéries intégrées :

  Au sein des aciéries intégrées, plusieurs processus coexistent sous un même toit, allant des étapes initiales de la manutention et de la préparation des matières premières au haut fourneau lui-même, suivies d'ateliers et d'installations ultérieurs dédiés à la transformation du fer brut en produits finis en acier grâce à diverses techniques d'alliage, de mise en forme et de raffinage.

• Fonderies et installations de coulée :

  Les fonderies et les installations de coulée sont des endroits où le métal est fondu, coulé et solidifié en différentes formes et composants à l'aide de moules spécialisés. Ils servent de centres de fabrication pour la production de pièces automobiles, de composants de machines industrielles, de boîtiers d'appareils électroniques grand public et d'autres produits qui nécessitent des matériaux durables présentant des qualités structurelles spécifiques.

• Projets de construction industrielle :

  Dans les grands projets de construction industrielle, les machines lourdes, les équipements et les infrastructures sont conçus et construits pour soutenir des taux de production élevés, une automatisation efficace et l'intégration transparente de systèmes complexes afin de répondre aux exigences des industries telles que la fabrication, l'énergie, les mines et l'agriculture.

• Exportation à l'étranger :

  La Chine est devenue un leader mondial dans l'exportation de hauts fourneaux pour la construction d'installations de production d'acier. Parallèlement, les marchés nationaux et internationaux affichent une forte demande pour ces produits et technologies de hauts fourneaux de fabrication chinoise.

Comment choisir la construction d'un haut fourneau

Les conseils suivants aideront les acheteurs professionnels à choisir un haut fourneau idéal pour leur entreprise.

• Comprendre les besoins de l'entreprise

  Un acheteur doit tenir compte de l'état actuel de son activité de fabrication du fer et de ses attentes futures. Un haut fourneau de petite capacité peut suffire pour une entreprise locale de fabrication du fer. Mais planifiez une expansion s'il existe une possibilité de pénétrer de nouveaux marchés et d'accroître la productivité à l'avenir.

• Tenir compte du coût des investissements et des rendements

  Le coût initial de la mise en place d'un haut fourneau est très élevé, mais les rendements peuvent être importants au fil du temps. Les acheteurs doivent évaluer le coût de chaque chaudière, y compris les coûts de construction, de mise en place et d'exploitation, ainsi que les revenus potentiels de la production de fer, afin de déterminer le retour sur investissement.

• Évaluer la technologie

  Envisagez de choisir un haut fourneau doté de technologies de fusion à économie d'énergie ou efficaces, ainsi que d'une automatisation pour un meilleur contrôle de la production et une meilleure sécurité. Ces fonctionnalités peuvent améliorer l'efficacité opérationnelle et réduire les coûts à long terme.

• Penser à la chaîne d'approvisionnement

  Tenez compte de la disponibilité des matières premières (minerai de fer, coke et calcaire) et des options de transport dans la région. Un haut fourneau qui est plus près de sa source de matière première coûtera moins cher à installer et à exploiter.

• Vérifier l'assistance des fournisseurs

  Investir dans un haut fourneau est une étape importante, et un acheteur aura besoin du soutien de ses fournisseurs en matière de maintenance, de formation et d'assistance technique. Choisissez des fournisseurs qui offrent des services complets et une bonne réputation en matière de soutien à la clientèle.

• Évaluer la conformité environnementale

  De nombreuses réglementations locales et internationales exigent des niveaux élevés de protection de l'environnement de la part des installations industrielles. Un acheteur doit s'assurer que son haut fourneau est conforme aux normes environnementales actuelles et qu'il le restera à l'avenir.

Q&R

Q1 : Où le coke va-t-il dans un haut fourneau ?

A1 : Le coke est chargé au sommet du haut fourneau et forme une couche perméable. Il descend dans le haut fourneau avec le minerai de fer et le calcaire. Son principal objectif est de produire de la chaleur et de réduire le minerai de fer.

Q2 : Quel est l'inconvénient du haut fourneau ?

A2 : Le haut fourneau consomme beaucoup d'énergie. Son fonctionnement dépend de l'approvisionnement régulier en minerai de fer et en charbon à coke, qui sont à la fois irréguliers et éloignés. Il y a également des complications concernant l'impact environnemental de leur utilisation et de leur production.

Q3 : Quels sont les trois principaux produits du haut fourneau ?

A3 : Le haut fourneau comporte trois couches distinctes. La couche supérieure est constituée de scories, qui sont plus légères que le fer en fusion et flottent au-dessus. Le calcaire calciné est généralement utilisé comme fondant pour éliminer les impuretés du minerai de fer. La couche intermédiaire est constituée de fer en fusion, ou fonte brute, qui est le principal produit du haut fourneau.

Q4 : Quelle substance constitue 70 des 92 éléments naturels présents dans les hauts fourneaux ?

A4 : Le fer constitue 70 des 92 éléments naturels présents dans les hauts fourneaux. Les hauts fourneaux sont utilisés pour fondre le fer à partir du minerai de fer, qui contient une forte proportion de fer ainsi que d'autres minéraux.