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Auteur(s)
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Jacques ASTIER : Ingénieur-conseil - Ancien Directeur à l’Institut de recherche de la sidérurgie française (IRSID)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Depuis une vingtaine d’années, quatre faits sont devenus très marquants dans le domaine de la réduction directe des minerais de fer, qui est, comme l’on sait, la dénomination acceptée pour la réduction des minerais de fer à l’état solide (qui a pratiquement lieu en dessous de 1 000 à 1 100 oC).
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Tout d’abord, on constate la croissance des capacités et de la production mondiale des minerais de fer réduits à l’état solide, c’est-à-dire des DRI (Direct Reduced Iron) et les HBI (Hot Briquetted Iron). L’essentiel de cette expansion se fait dans les pays en développement, la part des pays industrialisés étant très limitée.
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Ensuite, on note le rôle prépondérant des procédés de réduction par le gaz naturel, par rapport à la réduction par le charbon (bien qu’il y ait des signes d’une évolution à cet égard) et par voie de conséquence, comme indiqué plus haut, le développement de la réduction directe dans les pays où le gaz naturel est abondant et bon marché, c’est-à-dire surtout dans les pays en développement.
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Puis, on remarque le développement du briquetage à chaud des minerais réduits (pour obtenir les HBI) de façon à faciliter les transports, notamment par voie maritime, avec de moindres risques de réoxydation pour créer un marché mondial des minerais réduits.
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Enfin, à côté des procédés devenus maintenant classiques, c’est-à-dire basés sur le gaz naturel et le four à cuve (MIDREX et HYL), on constate qu’il y a toujours des activités de recherches et développement, mais plus pour améliorer les procédés existants que pour créer de nouveaux procédés.
Ces quatre points constituent les principales parties de cet article qui seront précédées du rappel des bases scientifiques de la réduction des minerais de fer à l’état solide et suivies d’une conclusion sur les avantages, les difficultés et l’avenir de la réduction directe.
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Localisation mondiale des unités2. Développement mondial de la réduction directe
Sur le plan mondial, l’expansion continue de la réduction directe apparaît clairement sur les figures 7 et 8 où l’on voit que la production mondiale de minerai de fer réduit :
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a pratiquement démarré industriellement en 1970 avec une production de 20 000 tonnes ;
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est passé à 270 000 tonnes en 1980.
Ensuite, le développement, sans être très rapide, a été continu (à part un ralentissement en 2001) pour atteindre :
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17,7 Mt en 1990 ;
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43,8 Mt en 2000 ;
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et près de 50 Mt en 2004.
C’est un développement remarquable, continu mais qui, néanmoins, mérite d’être relativisé et commenté du point de vue :
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de son importance par rapport aux autres métaux primaires de la sidérurgie ;
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et de ses motivations.
2.1 Alimentation de la sidérurgie en métaux primaires
Nous entendons par métaux primaires ceux qui alimentent les aciéries pour élaborer l’acier liquide, base des produits sidérurgiques. À cet égard, la figure 9 montre bien la part encore limitée de la réduction directe et de ses produits par rapport à la fonte et aux ferrailles.
Cela ne représente donc, guère, en 2003, que 50 Mt de minerais réduits (DRI et HBI) à comparer à quelques 660 Mt de fonte et à environ 400 Mt de ferrailles.
Il est intéressant de constater, à propos de ces trois métaux primaires, que :
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la production de fonte n’augmente guère qu’en Chine, mais dans des proportions impressionnantes ;
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la collecte des ferrailles croît, mais de façon plus lente et, surtout dans les « vieux pays industriels » ;
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et, enfin, comme on le voit sur la figure ...
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