Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
l’heure actuelle, en dehors des hauts-fourneaux, toute une série de nouveaux procédés existent pour élaborer la fonte. Pour autant, ces méthodes n’ont pas dépassé encore le stade du développement, leurs installations sont coûteuses et ont un impact environnemental important. Cet article présente successivement différentes tentatives d’élaboration, dont celle d’un métal liquide en un seul réacteur, de la fonte avec deux réacteurs en série ou de la fonte au four électrique, avec pour chacune leurs historiques et leurs bilans actuels. Pour conclure, un tableau vise à classer les principales recherches et réalisations industrielles en cours.
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Auteur(s)
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Jacques ASTIER : Ancien Directeur à l’Institut de recherche de la sidérurgie française (IRSID) - Ingénieur-conseil
INTRODUCTION
Si la voie classique de production de la fonte est, depuis plusieurs siècles, basée sur le haut-fourneau, toute une série de recherches ont été faites, surtout depuis la deuxième moitié du XXe siècle, pour mettre au point de nouveaux procédés d’élaboration de la fonte ou, même d’un métal liquide, plus ou moins carburé. Ces diverses « vagues » de recherches et développement ont été motivées par le fait que :
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si, en tant que réacteur de réduction et fusion des minerais de fer, le haut-fourneau a atteint une sorte de perfection ;
-
le haut-fourneau moderne exige d’importantes installations annexes pour, d’une part, préparer les minerais de fer et, notamment agglomérer les fines ou les concentrés de ces minerais, d’autre part, préparer, aussi, les charbons et les cokéfier.
Ces installations annexes sont coûteuses et ont, également, un impact important sur l’environnement. Cela explique la recherche d’une méthode simple et directe permettant de passer du minerai de fer à la fonte ou à l’acier.
Néanmoins, il faut bien insister sur le fait que, sur le plan industriel, tous ces efforts n’ont pas abouti à grand chose, surtout si on compare ce domaine à celui de la réduction directe où (voir dossier Réduction directe[M 7 580]) la production a dépassé 54 Mt en 2004. Pour cette même année, on a produit, toujours mondialement, un peu plus de 717 Mt de fonte dont :
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environ 705 Mt dans des hauts-fourneaux à coke ;
-
environ 8 Mt dans des hauts-fourneaux au charbon de bois (essentiellement au Brésil) ;
-
environ 3 Mt dans des unités COREX ;
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environ 1 Mt dans des fours électriques à fonte.
Nous étudierons successivement :
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les tentatives pour élaborer directement un métal liquide en un seul réacteur ;
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les procédés d’élaboration de la fonte avec deux réacteurs en série ;
-
les procédés d’élaboration de la fonte au four électrique ;
-
les variantes du haut-fourneau classique.
Un commentaire sur toutes ces méthodes permettra au lecteur de se faire une idée générale de l’évolution du domaine concerné.
Pour plus de renseignement sur le procédé COREX, le lecteur pourra se reporter au dossier Procédé COREX d’élaboration de la fonte.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1989 par Jacques ASTIER
- Version archivée 3 de sept. 1998 par Jacques ASTIER
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Élaboration directe d’un métal liquide dans un seul réacteur6. Conclusions
En fait, à l’heure actuelle, en dehors des hauts-fourneaux et du procédé COREX, les autres possibilités d’élaborer une fonte (voire un « acier sauvage » ou même, directement l’acier) n’en sont encore qu’au stade des développements, même si certains d’entre eux en sont, déjà, sur une échelle de production très importante. Ceux qui paraissent les plus prometteurs, d’après notre analyse sont ceux qui permettent d’éliminer l’agglomération des minerais de fer et la cokéfaction du charbon. De ce fait, il s’agit essentiellement :
-
des deux procédés FINEX et HISMELT, qui vont se trouver d’ici peu au niveau de 0,8 à 1,5 Mt/an et, s’il n’y a pas de difficultés techniques inattendues à ce stade, on pourra voir si ces procédés permettent d’obtenir les économies espérées... ;
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des procédés basés sur les fours à sole tournante ou à soles multiples, qui devront montrer, jusqu’à quelle échelle de production ils peuvent aller et à quel niveau de prix de revient ils pourront arriver, s’ils veulent sortir du domaine du traitement des sous-produits ou coproduits.
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Conclusions
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KITAGAWA (T.) - The advanced smelting process for high grade iron. Production DIOS - . AIC Conference (11-12 mars 1998). Iron Ore and Steel Forum. Australie Conférence no 8.
-
(2) - LEONARD (G.) - An update on COREX FINEX and FINMET technology - . Gorham-Intertech Conference (2-4 mars 1998, États-Unis).
-
(3) - ÉBERLÉ, EICHBERGER, al - Start up and operating results of POSCO, COREX plant - . Iron and Steel Engineer (janv. 1998), p. 25-28.
-
(4) - RENGERSEN (J.) - The cyclone converter furnace - . Gorham-Intertech Conference (2-4 mars 1998, États-Unis).
-
(5) - CONTRUCCI (Marco de A.) - The integration of the mini-mills. Facts and consequences - . Gorham-Intertech Conference (2-4 mars 1998, États-Unis).
-
(6) - ISENBERG O’LONGHLIN (J.) - Brazilian iron-making process heading - ....
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