Principes chimiques de la fabrication du fer

La production des hauts fourneaux est effectuée en continu. Le haut fourneau de première génération (du démarrage à l'arrêt pour révision majeure) peut produire en continu pendant plusieurs années à plus de dix ans. Pendant la production, le minerai de fer, le coke et le fondant sont chargés en continu par le haut du four (généralement composé d'une cloche et d'une trémie, tandis que les hauts fourneaux modernes ont des cloches à clapet et des sommets sans cloche). De l'air chaud (1000-1300 degrés Celsius) est soufflé dans la partie inférieure du haut fourneau par la tuyère, et du combustible tel que du pétrole, du charbon ou du gaz naturel est injecté. Le minerai de fer chargé dans le haut fourneau est principalement un composé de fer et d'oxygène. À haute température, le carbone du coke et du matériau d'injection, ainsi que le monoxyde de carbone généré par la combustion du carbone, enlèvent l'oxygène du minerai de fer pour obtenir du fer. Ce processus est appelé réduction. Le minerai de fer est raffiné en fonte brute par des réactions de réduction, et le fer fondu est libéré par la sortie de fer. La gangue, le coke et les cendres contenus dans le matériau d'injection du minerai de fer se combinent avec le fondant tel que le calcaire ajouté au four pour former des scories, qui sont évacuées respectivement par la sortie du fer et par la sortie des scories. Le gaz est exporté depuis le haut du four et, après élimination des poussières, il est utilisé comme gaz industriel. Les hauts fourneaux modernes peuvent également utiliser la haute pression au sommet du four pour produire de l'électricité en utilisant une partie du gaz exporté.