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LES HAUTS FOURNEAUX TRAVAIL SUR ARCHIVES Page 1 / 3 Un haut fourneau est un fou

LES HAUTS FOURNEAUX TRAVAIL SUR ARCHIVES Page 1 / 3 Un haut fourneau est un four à combustion interne où l’on extrait le fer de son minerai. Minerai et coke sont enfournés par le haut. L'air chaud insufflé à la base provoque la combustion du coke (carbone presque pur). L'oxyde de carbone ainsi formé va "réduire" les oxydes de fer, c'est-à-dire leur prendre leur oxygène et, de ce fait, isoler le fer. La chaleur dégagée par la combustion fait fondre fer et gangue en une masse liquide où la gangue (ou laitier), de densité moindre, flotte sur un mélange de fer et de carbone, appelé "fonte". Documents : Texte et schémas [livre : La métallurgie à portée de tous (669.1 AST) p. 49 à 52] Photographies [01PHHISTPF00293]  Lit le document pages 49 et 52 en suivant sur les schémas pages 50 et 51. Sur la figure 9, colorie en bleu l’air froid, en rouge l’air chaud, en marron les gaz brûlés.  L’air est repéré par O + Az qui symbolisaient au moment de l’édition du livre (1919) les atomes de : Oxygène et Azote  Les gaz brûlés sont repérés par CO + Az + CO2 + H2O ? Rappelez les noms des molécules suivantes : CO Monoxyde de carbone CO2 Dioxyde de carbone H2O Eau (à l’état de vapeur)  Par où s’effectue le chargement du haut fourneau en minerai et en coke ? Par le sommet du haut fourneau appelé « gueulard »  Expliquer le système de déchargement des wagonnets ? La partie périphérique du wagonnet est soulevée, la forme particulière du fond du wagonnet (en forme de V renversé) fait que le coke se décharge automatiquement, par gravité.  La combustion du coke s’accompagne de dégagement de dioxyde puis de monoxyde de carbone. C + O2 CO2 puis CO2 + C 2CO Ce monoxyde de carbone va progressivement réduire les différents oxydes de fer. Équilibrer les équations-bilan ci-dessous. (rappel : dans une réaction chimique il y a conservation des atomes entre l’état initial et l’état final) Au sommet du haut fourneau (température 150 à 500°C) : le minerai de fer se présente la plupart de temps sous forme d’oxyde Fe2O3 3 Fe2O3 + CO 2 Fe3O4 + CO2 LES HAUTS FOURNEAUX TRAVAIL SUR ARCHIVES Page 2 / 3 Au milieu de la cuve (température 600 à 1000 °C) : Fe3O4 + CO 3 FeO + CO2 Dans le ventre du haut fourneau (température 1100 à 1300 °C) : FeO + CO Fe + CO2 Au niveau des étalages (température 1500 à 2000°C) : au contact du coke, une partie du fer va se transformer en cémentite dont le mélange avec le fer constitue la fonte. 3 Fe + C Fe3C (cémentite)  Dans la colonne de droite ci-dessous, indique les différentes parties du haut fourneau : Étalages, Gueulard, Ventre, Creuset, Cuve. Dessiccation - Réduction des oxydes de fer - Carburation et Liquéfaction Tuyères (air 1100 °C) Trou de coulée du laitier . 150 à 500 °C 600 à 1000 °C 1100 à 1300 °C 1500 à 2000 °C Laitier Fonte Évacuation gaz brûlés Couche de minerai Couche de coke Couche de minerai Couche de coke ….etc Trou de coulée de la fonte Gueulard Cuve Ventre Étalages Creuset LES HAUTS FOURNEAUX TRAVAIL SUR ARCHIVES Page 3 / 3 Voir la vidéo : « Un haut fourneau » durée : 1’17’’ Sur la photo ci-dessous repère les différents éléments : 1. Haut fourneau. 2. Wagonnet de coke ou de minerai. 3. Mécanismes de vidage des wagonnets et d’ouverture du gueulard. 4. Récupérateurs de chaleur. 5. Cheminée d’évacuation des gaz résiduels. 5 3 2 Hauts fourneaux. Le Creusot. Après 1880 [01PHHISTPF00293] 1 4 En arrivant au château de la Verrerie, tu as sans doute remarqué l’église Saint-Laurent. C’est elle que l’on aperçoit en haut à gauche de la photographie. Seule la route séparait la plate-forme des hauts fourneaux et l’entrée du château. En repartant tu pourras constater l’évolution du paysage industriel. uploads/s3/ hauts-fourneaux.pdf