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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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2. Fabrication du coke métallurgique
2.1 Aperçu d'ensemble sur la cokéfaction conventionnelle
Avec la fermeture de la plupart des mines de charbon en Europe, les cokeries minières ont, pour la grande majorité, disparu au profit de cokeries sidérurgiques intégrées dans des sites sidérurgiques souvent situés en bord de mer permettant la réception de charbon d'importation en grande quantité.
L'unité économique actuelle de cokéfaction fabrique de l'ordre de 1,5 Mt/an de coke tout-venant à partir d'environ 2,1 Mt de charbon humide, et produit 600 à 750 Mm3 de gaz riche (PCI ≥ 18-19 MJ/Nm3) contenant 60 % d'hydrogène et 25 % de méthane, 45 000 à 60 000 t de goudrons et éventuellement 15 000 à 22 000 t de benzol par an. La valorisation de ces coproduits est un élément essentiel du prix de revient du coke.
Après épuration (en particulier désulfuration), le gaz de cokerie remplace généralement le gaz naturel à l'aciérie. Cette utilisation énergétique du gaz de cokerie s'est substituée à la valorisation chimique historique de production d'ammoniac. Une faible proportion du gaz de cokerie peut servir à doper le gaz pauvre de haut fourneau qui est utilisé pour le chauffage des fours à coke plutôt que le gaz riche de cokerie.
Pour mémoire, le gaz de cokerie peut également être valorisé comme source d'hydrogène, par une technique d'extraction, moins onéreuse que la cryogénie, par adsorption sur des tamis moléculaires (procédé PSA : Pressure Swing Adsorption, cf. [J 2 731] Absorption. Procédés et applications, réf. [88]). La taille économique actuelle d'un tel atelier se situe aux environs de 5 000 à 10 000 Nm3/h d'hydrogène à 99,999 % de pureté, absorbant ainsi environ 10 à 20 % du gaz produit...
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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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