charge

La charge est le matériau solide introduit dans un haut fourneau, composé de minerai de fer, de coke et de calcaire ou d'autres fondants. Elle repose sur les gaz chauds qui montent d'en bas, descendant progressivement à mesure que la combustion consomme le coke et réduit le minerai. La charge détermine la quantité de fer pouvant être produite par poste et l'efficacité du fonctionnement du fourneau.

Une composition typique de la charge en poids est d'environ 50 à 65 % de minerai de fer, 25 à 35 % de coke et 10 à 15 % de fondant calcaire. Ces proportions ne sont pas fixes; elles varient en fonction de la teneur du minerai, de la qualité du coke, des minéraux d'oxyde de fer présents et de la chimie souhaitée du métal en fusion. Un opérateur de fourneau ajuste le mélange de la charge pour compenser les changements de qualité des matières premières et pour atteindre les niveaux cibles de silicium, de manganèse et de phosphore dans la fonte brute ou le métal en fusion.

Le terme charge fait également référence à la masse de matériau chargée par unité de surface de sole, mesurée en tonnes par mètre carré par jour. Un taux de charge élevé signifie que le matériau traverse le fourneau rapidement; un taux de charge faible signifie un temps de résidence plus long et une réduction plus complète, mais un débit plus faible. Pousser trop fort risque de provoquer un effondrement de la charge, où le matériau forme un pont et se bloque dans le gueulard, privant le fourneau de flux gazeux et forçant un arrêt.

Pourquoi le nom est important

Le mot « charge » vient de son sens littéral : le poids qui appuie et doit être supporté. Dans les textes plus anciens, on l'appelle parfois le « chargement », surtout lorsqu'on discute de ce qui entre; « charge » désigne spécifiquement la colonne continue de solides descendants. Le concept est ancien, traçable aux bas fourneaux au charbon de bois, mais le terme s'est cristallisé une fois que les hauts fourneaux sont devenus suffisamment grands pour fonctionner en continu et nécessiter un proportionnement précis.

La qualité de la charge dépend du calibrage. Le minerai et le coke doivent être criblés en morceaux homogènes, généralement de 10 à 50 mm, afin que le gaz puisse circuler uniformément à travers la colonne descendante. Les fines, ou matériaux de moins de 10 mm, créent une résistance, provoquent des blocages et gaspillent du combustible. C'est pourquoi la préparation de la charge, y compris le concassage et le criblage, est un coût et un facteur de qualité majeurs avant que le matériau n'atteigne la gueule du fourneau.