Position de coulée du loup à l'aide d'essais non destructifs par acousto-ultrasons

Résumé

Dans le jargon de la fabrication du fer, le loup comprend tout le liquide et les matières solidifiées du foyer du haut fourneau ne pouvant être retirés par le trou de coulée. L'emplacement des trous de coulée est choisi de façon à ce qu'un bassin ou un puisard de métal chaud liquide demeure au fond du foyer. Le loup qui en résulte a de nombreuses raisons d'être. Principalement, il crée une couche de protection qui retarde l'usure du matériau réfractaire au fond du foyer, agit comme réserve thermique pour atténuer les variations du processus, et peut contribuer au contrôle de l'usure du mur du foyer grâce à des structures d'écoulement du liquide au fond du foyer. Au cours de la vie du fourneau, le fond du foyer s'use et la taille finale du loup avant le regarnissage est considérablement plus grande que prévu par la conception originale.

Le foyer est défini comme le volume de la sole de four se trouvant sous l'ouvrage. Le foyer entier contient du coke, ce qui soutient le lit de fusion au-dessus et évite la fuite des liquides accumulés dans le foyer (par exemple, à cause de l'espace intercalaire entre les particules du coke). Toutefois, la section centrale, appelée homme-mort, est une zone où le coke est très densément compacté et à travers lequel le fer et les scories ne peuvent généralement pas passer. Le coke de l'homme-mort est plus dégradé que celui autour du foyer en raison du chargement et du temps de séjour prolongé dans le fourneau. La limite supérieure de l'homme-mort est définie par une zone centrale de coke qui n'alimente pas directement la zone tourbillonnaire. Les autres limites de l'homme-mort sont définies par la face inférieure de la limite de la zone tourbillonnaire et celles du foyer en soi. La forme de l'homme-mort est plutôt conique et son sommet se situe au centre, au-dessus de la zone de l'ouvrage. La largeur du sommet est déterminée par la profondeur de la pénétration de la zone tourbillonnaire. L'homme-mort s'élargit vers le fond du foyer, généralement jusqu'à couvrir presque toute la surface du fond du foyer.

Dans des circonstances normales, l'homme-mort peut reposer sur le fond du foyer et prévenir tout écoulement en dessous. Cela peut entraîner l'écoulement des liquides accumulés sur le contour du foyer, ce qui accélérera l'usure du mur du foyer au cours d'une campagne, réduisant potentiellement la durée de vie prévue du fourneau. La patte d'éléphant, bien documentée, pourrait avoir été causée au moins en partie par ce phénomène. Plus récemment, la conception privilégiée pour les fours prévoyait l'augmentation de la profondeur du puisard du foyer et permettait un loup plus grand, augmentant ainsi la capacité de poussée du loup. L'homme-mort peut être soulevé (ou peut flotter) afin d'accroître l'écoulement en dessous de celui-ci et ainsi réduire l'écoulement sur les murs autour du foyer, ce qui permettra d'atténuer les répercussions de l'érosion du mur. Le loup est parfois appelé « pied de l'homme-mort », « ours du four » ou « cheval du four » (voir la Figure 1).

Durant la purge du haut fourneau en vue de son regarnissage complet ou partiel, il est préférable d'éliminer les liquides restants dans le foyer, plutôt que de laisser geler le loup. Le retrait du loup tandis qu'il est à l'état liquide comporte certains avantages importants : cela réduit considérablement le temps de trempe requis avant d'entrer dans le fourneau, facilite le déblaiement des matériaux réfractaires restants et des matériaux résiduels du lit de fusion dans le foyer, élimine toute nécessité subséquente de retirer le loup gelé par abattage par explosion, ce qui peut causer des dommages involontaires et nécessite une longue interruption, et prévient les dommages potentiels aux matériaux réfractaires du foyer ou à l'enveloppe causés découlant de l'abattage par explosion en vue de l'expansion du loup avant la refonte.