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Auteur(s)
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Daniel ISLER : Ingénieur Civil des Mines – Nancy - Directeur adjoint du Centre de Pyrolyse de Marienau (CPM) - Responsable des Recherches - Responsable du Management de la Qualité, Sécurité, Hygiène industrielle et Environnement au CPM
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Lire l’articleINTRODUCTION
La valeur d'usage d'un coke pour le haut fourneau résulte de ses propriétés chimiques, physico-chimiques et mécaniques.
Un bon coke doit :
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présenter un taux de cendres faible et régulier et une basse teneur en soufre et en alcalins ;
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avoir une distribution granulométrique homogène et stable sous l'effet de sollicitations mécaniques, thermiques et chimiques : résistance élevée au morcellement et à l'effritement jusqu'à haute température et après agression chimique ;
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être poreux, perméable ;
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être organisé, peu réactif et capable de résister à une gazéification partielle par le CO2 .
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VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 1991 par Jean-Marie DUCHÊNE, Daniel ISLER, Émile YAX
- Version courante de sept. 2016 par Daniel ISLER
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Fabrication du coke métallurgiqueArticle inclus dans l'offre
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1. Carbonisation des charbons
Le combustible nécessaire pour le haut fourneau ne peut être ni le bois dont la température de combustion est trop faible, ni la houille dont la fusion entre 350 et 500 oC est un obstacle à la perméabilité indispensable au fonctionnement des fours à cuve. Les premiers hauts fourneaux furent alimentés au charbon de bois, riche en carbone et non fusible.
Pour des raisons de disponibilité en bois, les métallurgistes anglais pensèrent à utiliser du charbon dont le sous-sol de leur pays était riche, en le carbonisant en meules ou en ruches d'une manière analogue à la fabrication du charbon de bois. Cette innovation date de la fin du XVIe siècle. Elle est signalée en Angleterre et en Allemagne.
Les premiers essais d'emploi du coke en haut fourneau furent infructueux et c'est Abraham Darby qui fut le premier à fabriquer de la fonte au coke en 1747.
Aujourd'hui, les hauts fourneaux fonctionnent pratiquement tous au coke avec injection de charbon aux tuyères en complément. Le coke est fabriqué dans des batteries de fours mécanisés voire automatisés. Les fours à ruche n'ont cependant pas encore disparu totalement. Il en existe encore en Chine et en Australie. Des technologies modernes basées sur le principe des anciens fours à ruche se développent, en particulier aux USA (Non-Recovery Coke Oven ou Heat-Recovery Coke Oven).
Jusqu'en l'an 2000, la production mondiale du coke est restée à peu près constante alors qu'elle a baissé très nettement en Europe. Depuis 2000, elle est en nette croissance par suite du développement industriel de la Chine.
La réduction directe, qui progresse lentement, n'entraînera vraisemblablement pas de décroissance de la production mondiale de métal liquide. De même, l'élaboration d'acier en four électrique à partir de ferrailles n'entraînera pas de baisse de la production de fonte. Le haut fourneau et la filière fonte sont et resteront prépondérants pour la fabrication de l'acier, et particulièrement en Chine, pays en plein développement industriel dans lequel les perspectives de croissance de la production de fonte et d'acier sont énormes.
Le coke, matériau non fusible, riche en carbone, très résistant et perméable, est le réducteur et le combustible de choix pour le haut fourneau.
1.1 Propriétés des charbons
Seules les notions nécessaires à la connaissance des charbons utilisés...
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ANNEXES
1 Données statistiques et économiques
Après être restée à peu près stable autour de 350 Mt par an, la production annuelle de coke dans le monde est en croissance importante depuis le début du XXIe siècle. Elle était de l'ordre de 455 Mt en 2005 et dépasse 500 Mt en 2006 (tableau ). Cette croissance est entièrement à attribuer à la Chine dont la production de coke est passée de 120 Mt en 2000 à 243 Mt en 2005 et 298 Mt en 2006. On s'attend à ce que la croissance sidérurgique de la Chine se poursuive dans les années à venir. En 2007, il est probable que la Chine produise autour de 330 Mt. À l'heure actuelle, la Chine construit chaque année l'équivalent de capacités de production de coke de l'Union Européenne des 25 ! Cette croissance entraîne une augmentation forte de la demande mondiale en charbons à coke. En 2006, la production totale de charbon pour les cokeries était de l'ordre de 717 Mt, soit moins de 15 % de la production charbonnière totale (5 370 Mt en 2006), hors lignites.
La production de coke de l'Union Européenne (des 25) représente moins du dixième de la production mondiale. Quatorze pays de l'Union Européenne (des 25) produisent du coke (tableau ). Les...
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