Loupe d'acier artisanal de bas fourneau

[BDelor]

A ma connaissance, c'est lié à la force de la ventilation et donc à la température atteinte dans le fourneau, mais je suis loin d'être un spécialiste de la question....

[lecameleon18]

Si c'est dû à la ventilation, il se pourrait que ce soit en fonction de l’atmosphère réductrice ou oxydante modifiée par la force de cette ventilation ?

[BOB]

Taux de carbone moyen dans la loupe, mon avis :

sûrement:

• le ratio minerai/charbon de bois
• le temps de descente de la charge ,entre le haut et la tuyère
• le débit d'air
• le type de minerai,ses constituants
• la température atteinte

probablement:

• la granulométrie du minerai(poudre,grain,noisette...)
• la température de l'air souflé
• le taux d'humidité de l'air ambiant

inconnues :

• la forme du bas fourneau
• le type de soufflage(alterné,continue)
• le nombre de tuyères
• le fondant
• l'age du capitaine....

et quelques autres paramètres que j'oublie.
Cela fait une fonction avec pas mal de variables et inconnues ; en sachant que le taux de carbone n'est pas uniforme dans la loupe, et est fonction du moment où les "grains" de fer s'agglutinent dans le tempo du processus.
Bref, c'est un vaste débat, et si quelqu'un arrive à prédire à coup sûr s'il va faire du fer pur, de l'acier à 0,7 ou de la fonte, moi je dis "chapeau" ! Je nuance : avec beaucoup d'expérience peut-être....

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J'avais aussi pas mal à comprendre le fonctionnement des bas-fourneaux jusqu'à ce que je lise le bouquin Les Chantiers du Fer (surtout le tome II : l'Aube des Hauts-Fourneaux) de Gerard DALSTEIN (sur la métallurgie et la sidérurgie dans ma région en Lorraine). Il y donne la différence entre la marche en stuckofen (bas-fourneau ou four de masse) et celle en flussofen (haut-fourneau ou four de fusion). Vous pouvez faire des recherches sur ces mots.
Pour résumer, les différences entre ces fonctionnements sont :

• l'augmentation de la puissance de ventilation en passant des soufflets souples à des rigides commandés pas l’hydraulique dans un premier temps (ce que l'on constate avec les chinois qui utilisaient des soufflets rigides bien avant nous et avaient aussi de la fonte beaucoup plus tôt qu'en Europe),
• la géométrie du four (qui permet une accélération du métal en fusion passant devant les tuyères, ce qui évite sa décarburation),
• l'introduction du coke plutôt que le charbon de bois (surtout vu l’augmentation du volume des fours)
• et un système de maintien du laitier liquide au dessus de la fonte en fusion (ce qui l'isole de la décarburation de l'air des tuyères).

Les éléments donnés par Bob sont aussi importants.

On peut ajouter que l'inclinaison de la tuyère ainsi que la mesure de la pression d'air, (j'ai un copain de notre confrérie qui a fait la formation de métallurgie artisanale avec M MORETTI, il utilise un tube plastique plié en U rempli d'eau, relié à l'arrivée d'air de la tuyère et avec une règle graduée pour mesurer la pression dans la tuyère), sont aussi très important dans la conduite du bas-fourneau en fonction du métal que l'on veut obtenir (fer, acier plus ou moins carburé et aussi de petits nodules de fonte).

Quelques photos de mon copain en pleine action

[BOB]

Oui, la mesure de la pression de l'air est un paramètre important dans la reproductibilité, elle est liée aussi au débit.
Le manomètre "en U "est intéressant, il est plus précis "incliné"; (mais utilisable sur l'air froid si c'est un tube en plastique). Moi j'utilise des manos à tube de Bourdon, en général 0.5 mb à la tuyère.
Je suis moins certain (avec ma maigre expérience) de l'inclinaison de la tuyère sur le taux de carbone : avec la même inclinaison (45°) on a fait de la fonte, de l'acier et du fer pur (3 loupes différentes). Mais comme tous les paramètres se "mordent la queue".....
Pour ce qui est du passage de charbon de bois au charbon de terre, comme tu le dis, c'est dû à la quantité nécessaire au vu du volume d'un haut-fourneau, mais aussi à la raréfaction de la ressource de nos forêts (les premiers hauts fourneaux ont tourné au charbon de bois), aux plans de gestions des coupes et déjà aux coûts de production.
La discussion devient intéressante...

[lecameleon18]

Donc, si je décode bien ce que vous dites, il est quand même possible de déterminer (à la louche) si on va plutôt se rapprocher de la fonte, de l'acier ou du fer en fonction des réglages que l'on va pratiquer sur le bas-fourneau.

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Effectivement, on obtient généralement

• un peu de fonte sur la périphérie de la loupe, qui s'est formée dans la périphérie de la tuyère, dans la zone la plus chaude et qui est à l'abri du souffle direct de la tuyère,
• de l'acier
• et du fer.

Si la tuyère est trop inclinée, son vent va décarburer la loupe. Si la tuyère est trop horizontale et que la descente du minerai se fait lentement là aussi on obtiendra une proportion plus importante de fer. Il semble effectivement que l’inclinaison de 45 % soit optimale pour obtenir un proportion d'acier intéressante pour nos besoins. Maintenant Bernard pourrait demander son avis à Jean-Luc et moi à mon pote d'Héphaïstos.

[BDelor]

Je poserai la question à Jean-Luc (à moins qu'il n'intervienne lui-même).
En tout cas, je confirme l'inclinaison de la tuyère à 45° environ lors de la réduction à laquelle j'ai assisté.

[AchimW]

Prendre toute sorte d'informations avec des sondes et autre équipement technique est sûrement intéressant point de vue scientifique.

Mais il ne faut jamais oublier que ni nos ancètres, ni les japonais qui font fonctionner les tatara de la NBTHK utilisent un tel équipement. Ils n'ont simplement pas bésoin pour avoir des résultats consistents. Et je connais quelques gens qui ont fait des dizaines et dizaines de bas fourneaux qui fonctionnent pareil. Pour moi, personellement, c'est le seul chemin a suivre pour comprendre le travail du bas fourneau des anciens.

[Thierry Chevron]

Prendre toute sorte d'informations avec des sondes et autre équipement technique est sûrement intéressant point de vue scientifique.

Mais il ne faut jamais oublier que ni nos ancètres, ni les japonais qui font fonctionner les tatara de la NBTHK utilisent un tel équipement. Ils n'ont simplement pas bésoin pour avoir des résultats consistents. Et je connais quelques gens qui ont fait des dizaines et dizaines de bas fourneaux qui fonctionnent pareil. Pour moi, personellement, c'est le seul chemin a suivre pour comprendre le travail du bas fourneau des anciens.

Tu m’enlèves les mots de la bouche Achim.
Thierry