Principe

¤ Haut-Fourneau ( Etape précédant la conversion avec le Convertisseur )

Avant d’arriver à l’étape du Convertisseur Bessemer et d’obtenir de l’acier liquide, on doit d’abord faire passer du charbon et des roches dans des usines d’agglomérations afin d’obtenir du coke ( charbon que l’on a débarrassé de ses impuretés et donc très riche en carbone, on parle de carbone quasiment pur ) et du minerai de fer. Ensuite ces éléments sont chargés dans un haut fourneau.

Dans ce haut fourneau on à le coke ( carbone pur ) et aussi du minerai de fer constitué d’oxyde de fer ( d’oxygène et de fer ).

Afin d’obtenir la fonte, on envoie de l’air chaud et sous l’effet de la chaleur le coke brûle. L’oxygène s’assemble avec une partie du carbone en constituant un gaz : « l’oxyde de carbone ». L’oxyde de carbone est un composé chimique constitué d'une combinaison entre un atome de carbone et un atome d'oxygène.

Ce gaz monte et il a une particularité : il capture l’oxygène environnant et va donc capturer l’oxygène de l’oxyde de fer. Le fer se retrouve alors isolé. A la fin, on à donc une coulée constituée de :

• 96% de Fer

• 3 à 4% de Carbone

• 0.5 à 2.5% de Silicium,

• 0.4 à 1% de Manganèse

• 0 à 2% de Phosphore

Cette coulée sort au niveau du planché de coulée et est nommée « fonte ».

¤ Fonctionnement du Convertisseur :

Néanmoins, le problème de la fonte est qu’elle contient trop de Carbone et trop d’impuretés en générale ( Silicium, Manganèse et Phosphore ). Ce sont des impuretés car elles rendent l'acier plus ou moins cassant, malléable et donc avec une durée de vie plus faible.

Afin de résoudre ce problème d’impureté on faisait passer la fonte dans un Convertisseur Bessemer afin d’obtenir de l’acier. Le Convertisseur permettait de purifier la fonte par un procédé de soufflage ( d’injection d’air, contenant majoritairement de l’azote (78%) et de l’oxygène (21%) ) sous pression ( afin que l’air soit chaud et que l’intérieur du convertisseur atteigne 1600°C ). Ce procédé permet de retirer les impuretés et surtout le carbone. Par ailleurs, le soufflage utilise le processus d'oxydation qui consiste à transformer ces impuretés en gaz pour qu'ils s'évaporent. Ainsi, l’air injecté dans le Convertisseur brûle le Silicium et le Manganèse. Par exemple, la combustion d'1 % de Silicium nécessite une augmentation de la température d'environ 300°C.

De même pour enlever le Carbone : on envoie de l’air, contenant de l’oxygène. Celui-ci s'associe avec le Carbone lorsque la température monte.

Le surplus de Carbone disparaît comme durant le passage dans le Hauts-fourneaux sous forme de gaz nommé oxyde de carbone.

On se retrouve donc avec du fer presque pur (il contient au alentour de 0.1% de carbone)

On ne parle plus de « fonte » mais « d’acier sauvage » sous forme de liquide.

¤ Rejets :

Durant cette augmentation de la température, il y a de nombreuses projections qui sont de couleurs différentes selon l'oxydation d'une impureté. Les projections sont dues à la fonte qui est très agité :

• Phase de combustion de Silicium : projection d'étincelles jaunes avec une courte flamme orange

• Phase de la combustion du Carbone : projection d'une longue flamme d'un blanc éclatant et présence de monoxyde carbone

• Phase de la combustion de Manganèse : fumée brune