Cet article donne un aperçu général sur les procédés de fabrication du coke métallurgique pour le haut-fourneau. Après une rapide description des propriétés fondamentales des charbons et des mécanismes de transformation du charbon en coke, les éléments de technologie et d’exploitation des fours à coke classiques sont présentés en détail. Les facteurs de production du coke et leur influence sur la qualité du coke sont ensuite passés en revue. Des exemples types de bilans matières et de bilans thermiques des fours à coke sont proposés. Pour terminer, des aspects complémentaires sont abordés sur les procédés de fabrication du coke non conventionnels faisant appel à des technologies différentes des cokeries classiques.
Cet article décrit les rôles fondamentaux du coke dans le haut-fourneau : support mécanique de la charge, agent de perméabilité, régénérateur du gaz réducteur CO et production d’énergie aux tuyères. La résistance mécanique est l’un des rôles prépondérants. Les mécanismes de dégradation mécanique du coke sont présentés ainsi que leurs conséquences sur la marche du haut fourneau. L’importance de la stabilisation mécanique du coke entre la cokerie et le haut fourneau est également largement décrite. La gazéification partielle du coke par le CO2 (qui consomme 35 à 40 % du coke chargé) fait l’objet d’un essai normalisé (test CSR) décrit dans l’article. L’importance de l’indice CSR du coke sur la marche du haut fourneau est mise en évidence sur des données de marche de hauts fourneaux.
Le haut fourneau constitue actuellement l'outil de base de la filière de production des aciers à forte valeur ajoutée. Son fonctionnement est maintenant bien connu et la technologie a atteint un haut niveau de maturité. Cet article traite des principes généraux de fonctionnement du haut fourneau et aborde les points suivants : le schéma global de fonctionnement, monodimensionnel puis bidimensionnel, sa modélisation thermochimique par bilan étagé, le fonctionnement de la zone des tuyères, notamment l'injection de charbon, le fonctionnement du creuset ainsi que sa vidange. Enfin sont présentés les modèles numériques décrivant le haut fourneau dans sa globalité.
Une solution innovante doit répondre à un nouveau besoin du marché ou améliorer une offre existante, tout en limitant les ressources mises en œuvre. L’analyse de la valeur (AV) permet de mobiliser les compétences requises dans une démarche structurée.
Sa spécificité tient dans la mise en œuvre du raisonnement « valeur », qui vise à augmenter l’utilité et/ou diminuer les coûts pour les parties prenantes :
La (re)conception optimale d’un produit ou service avec la méthode d’analyse de la valeur, présentée par les normes AFNOR NF X50-100, 151 et 152 (cf. outil « Cadre normatif »), se fera donc en cinq étapes.
Pour chaque étape seront précisés les questions posées, les réponses recherchées, les sources de ces informations et les moyens de les collecter, ainsi que des outils aidant à leur collecte et leur analyse.
Méthodes, outils, pilotage et cas d'étude
Vous êtes designer industriel et vous aimeriez vous initier à l’éco-conception avec des outils qui vous ressemblent, prenant en considération votre sensibilité visuelle et votre goût pour les analogies. Comment intégrer une approche d’éco-conception à une démarche de design industriel ?
Cette fiche va vous permettre d’orienter la recherche créative vers des éco-concepts et de faire un arbitrage simple entre plusieurs alternatives. Les points clés de la démarche sont les suivants :
Un outil incontournable pour comprendre, agir et choisir- Nouveauté !
Les besoins en énergie thermique répondent aux exigences des procédés divers : séchage, concentration ou distillation, chauffage et apport thermique aux réacteurs chimiques. Ces besoins sont couverts pour 60 % par des combustibles fossiles (gaz, fioul, charbon), 30 % par l’énergie électrique et le reliquat pas des ressources diverses (renouvelables, biomasse…).
Au cours de ces processus, des quantités importantes de chaleurs sont libérées à plus bas niveau de température. Une part de cette chaleur est directement valorisée en étant réinjectée dans le procédé ou pour permettre un préchauffage des flux entrants ; une autre part est rejetée à l’atmosphère sans valorisation.
Pour valoriser ces pertes nettes, notamment en dessous de 200 °C, différentes technologies de valorisation énergétique sont envisageables. Au-delà de 200 °C, peu de technologies de valorisation sont disponibles, si ce n’est les récupérateurs thermiques.
Cette fiche doit vous permettre d’identifier les solutions techniques de valorisation.
Comprendre les implications concrètes de la transition énergétique, et bâtir une stratégie d’entreprise à la hauteur de ces enjeux.
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