"Qualité Environnementale des Bâtiments", en route vers les indicateurs de performance
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Un nouveau procédé métallurgique qui va révolutionner l'équation économique d'élaboration du fer
Par Raymond Bonnaterre | (8) Commentaires
Pouvoir utiliser des minerais de fer de faible teneur, du charbon de qualité ordinaire, réduire les émissions de CO2 par tonne de fer produite en continu à l'aide d'un équipement de taille réduite 5 à 6 fois par rapport à un haut fourneau classique, telles sont les caractéristiques du nouveau procédé Kobe Steel industrialisé avec l'américain Steel Dynamics dans le Minnesota. Ce nouveau procédé, imaginé et mis au point au Japon à partir d'expériences de laboratoires et sur pilote entre 1996 et 2000, fit ensuite l'objet d'une optimisation sur un pilote industriel aux Etats-Unis entre 2002 et 2004, pour voir enfin le jour industriellement en 2010. Quatorze ans pour mettre sur le marché un nouveau procédé métallurgique...ce n'est pas si mal. Il repose sur l'agglomération et le séchage d'un mélange intime de minerai non grillé et de charbon en poudres, puis sur l'alimentation d'un four rotatif de 60 mètres de diamètre, alimenté en continu qui permet, selon le principe de la cinématique continue, de traiter thermiquement le mélange durant les 10 minutes nécessaires à la rotation complète du four (FIG.II).
Cet équipement conçu pour produire 500 mille tonnes de fer par an, est alimenté par 102 tonnes de minerai et 32 tonnes de charbon à l'heure. Pendant ce laps de temps, il produit 69 tonnes de billes de fer (FIG.I) et 16 tonnes de laitier.
Ce type de procédé d'une grande simplicité, au temps de réaction court qui lui permet un fonctionnement en continu, est appelé à se développer aux abords de mines de fer dont l'exploitation des minerais trop pauvres en fer ne serait pas possible aujourd'hui. D'après Kobe Steel il est en cours d'implantation au Kazakhstan, au Vietnam, en Inde et en Ukraine. Une large utilisation de ce procédé dans le monde conduirait, à terme, à un complet bouleversement des conditions de marché des minerais de fer aux spécifications plus variées et du coke métallurgique devenu en partie inutile.
Il est à noter pour ceux qui veulent relancer l'innovation dans notre pays précautionneux que même sur des vieilleries comme la production de fer il est possible d'avoir des idées. La prochaine étape, en concurrence avec le procédé Midrex de réduction directe qui utilise le gaz naturel, sera peut être de remplacer le charbon par l'hydrogène...mais à condition de disposer d'une ressource propre et pas chère d'hydrogène...au XXIIème siècle.
LIRE la page consacrée au procédé Kobe Steel (ITmk3) et CONNAÎTRE le procédé Midrex.
LIRE un article récent de l'Asahi Shimbun sur le sujet.
Le 8 Mars 2010
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Commentaires
Rédigé par : Harold | 8 mar 2010 19:07:40
Du minerai de fer de mauvaise qualité + du charbon de mauvaise qualité
=
bonjour les dégâts sur le plan environnemental!
On attend avec impatience le bilan carbone de cette nouvelle filière d'avenir...
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Rédigé par : ray | 9 mar 2010 07:37:12
Haroid, le bilan est bien meilleur que celui des hauts-fourneaux, tout simplement parce que le minerai n'est pas traité thermiquement au prélable et parce que le temps de réaction est bref. Lisez la page de Kobe Steel pour comprendre et qui répond à votre question!
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Rédigé par : JP | 9 mar 2010 13:30:07
69 tonnes de fer pur
rajoutons le poids de l'oxygène (de l'ordre de 20 tonnes) qui y était lié lorsque ce fer était dans le minerai
A la louche, le minerai pauvre, il doit donc quand même être composé de presque 90% de Fe2O3
Y'a un bug
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Rédigé par : ray | 9 mar 2010 16:03:30
Unit consumption may vary based on the raw materials. Dit le texte.
JP ce qui est important dans ce procédé c'est le temps de réaction très bref obtenu sûrement par une très haute température et qui permet d'en faire, avec du charbon ordinaire, un procédé en continu. En jouant sur le diamètre du four et donc sur sa vitesse de rotation on doit pouvoir adapter très simplement la capacité de production à la demande du client. C'est un superbe procédé pour pays en voie de développement.
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Rédigé par : JP | 9 mar 2010 19:48:49
OK pour les chiffres.
Je me demande si ces histoires de taille constituent le point important de l'affaire, car 60 mètres de diamètre, ce n'est pas rien. D'autre part, le haut fourneau classique n'est pas obligé d'avoir la taille maximale. Et puis, il fonctionne en continu, lui aussi (peut être avec une moindre vitesse, il est vrai).
Ce qui me parait être intéressant, c'est l'utilisation de minerai pauvre. Avec du charbon également pauvre (ou en faible quantité), on a alors bien assez de carbone pour réduire l'oxyde de fer présent. Mais on manque alors de l"énergie indispensable pour chauffer suffisament la masse. C'est justement ce problème qui est solutionné par ce procédé puisqu'il permet de rajouter de l'énergie de chauffage au moyen des bruleurs.
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Rédigé par : JP | 9 mar 2010 19:57:58
A la réflexion, ce système est déjà obsolète. D'après les nouvelles lois de la chimie, on peut parfaitement se passer d'un apport de chaleur au moyen de bruleurs, si on ajoute au mélange quelque pincées de TNT magique à 4184 mégaJoule/kilo.
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Rédigé par : JP | 9 mar 2010 19:57:59
A la réflexion, ce système est déjà obsolète. D'après les nouvelles lois de la chimie, on peut parfaitement se passer d'un apport de chaleur au moyen de bruleurs, si on ajoute au mélange quelque pincées de TNT magique à 4184 mégaJoule/kilo.
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Rédigé par : ray | 9 mar 2010 21:15:13
Effectivement JP, se gourer d'un facteur 1000 n'est pas très important pour certains qui veulent à tout prix ramener l'échange au niveau du conflit d'idée(c'est génétiquement gaulois). Tu as bien sûr raison, la vraie valeur est autour de 4 MJoules/kg à comparer aux 8,9 MJoules par kg de CO2 dissipés dans la combustion du carbone ou aux 10 MJoules formés par la combustion d'un kilo de mélange stoechiométrique (CH4 + 2O2). De toutes les façons il n'y a pas de raison fondamentale pour que l'énergie d'autocombustion du trinitrotoluène, plein d'azote et d'un noyau aromatique insaturé pauvre en hydrogène, soit largement différente de la chaleur de combustion du carbone ou du méthane dans les coups de grisou. C'est effectivement la rapidité de réaction et donc la puissance qui fait la différence. Ce sont ces considérations simples qui devraient prévaloir.
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