Surchauffage du vent chaud – Une technologie modulable pour réduire la consommation de coke

Résumé

En 1984, la Société de ferromanganèse de Paris-Outreau, en France, a mis en œuvre les pistolets à plasma développés par la société Aérospatiale sur ses hauts fourneaux. Les pistolets ont été placés dans la tuyère afin de surchauffer le vent chaud juste avant son entrée dans le four. Trois pistolets à plasma de 2 MW ont été installés afin de tester la validité du concept et de créer des terrains d'expérimentation pour la vitesse et la température. Avec les pistolets en fonction, la production du haut fourneau a augmenté, la consommation de coke a diminué et le fonctionnement est devenu plus souple. En 1986, huit pistolets de 2 MW avaient été installés afin d'améliorer le fonctionnement du haut fourneau. La fiabilité et la maintenabilité des pistolets se sont révélées difficiles et la technologie n'a pas été retenue pour d'autres hauts fourneaux à échelle industrielle. Depuis le milieu des années 1980, la société Westinghouse Plasma Corporation a amélioré la fiabilité et la maintenabilité de ses pistolets à plasma destinés à une utilisation industrielle. Avec la hausse des préoccupations reliées aux émissions de gaz à effet de serre (GES), les taxes sur le carbone et le prix élevé du coke, Hatch a évalué les avantages du superchauffage des hauts fourneaux à l'aide de pistolets à plasma dans le but de commencer à utiliser l'électricité comme source d'alimentation des hauts fourneaux.

Le concept et les avantages de la rénovation d'un mélangeur à vent froid pour y ajouter des pistolets à plasma afin de réchauffer le vent chaud seront décrits. Un mélangeur à chaud qui augmenterait les températures du vent chaud normalement atteintes durant le cycle d'allumage du four et éliminerait la nécessité du mélange de vent froid sera présenté. L'installation et l'entretien des pistolets dans le mélangeur sont simples en comparaison à l'installation dans la tuyère. Le superchauffage du vent chaud est modulable; les avantages qu'offrent les pistolets à plasma en réduisant la consommation de coke et les émissions de GES augmentent proportionnellement au nombre de pistolets installés. Les effets actuels et futurs de la taxe sur le carbone et de l'échange de droits d'émission sur le fonctionnement du haut fourneau seront abordés. Des scénarios d'exploitation du haut fourneau ont été préparés à l'aide de règles générales; cela a permis d'explorer l'effet du superchauffage du vent chaud sur les émissions de CO₂ et le coût de production du métal chaud.