Défis
Le haut fourneau est le cœur du processus d’élaboration de l’acier et a d’énormes répercussions sur la compétitivité. Les aciéristes doivent relever de nombreux défis liés aux hauts fourneaux :
- Maximiser la production à partir des actifs existants. Les producteurs d’acier tentent de prolonger la durée de campagne des hauts fourneaux pour réduire au minimum les coûts en capital et les pertes de production associées aux regarnissages.
- Sélectionner et mettre en œuvre un projet. Les fonds disponibles pour les investissements de capitaux diminuent, et il est essentiel de sélectionner les bons projets et de s’assurer qu’ils sont mis en œuvre dans les délais prévus et en deçà du budget.
- Minimiser les coûts du métal chaud à l’aide de la performance opérationnelle Les grands producteurs d’acier demeurent concurrentiels en réduisant les coûts du métal chaud.
- Former de nouveaux travailleurs et mettre à niveau les connaissances des ingénieurs et des techniciens.
- Perturber le moins possible les activités de production en cours en limitant l’arrêt planifié ou non planifié des travaux.
- Maintenir le rendement dans le respect des exigences environnementales en constante évolution.
Solutions
Douves résistantes à l’abrasion et produits de refroidissement réparateurs
L’abrasion est l’une des principales causes de l’usure des douves et nécessite l’arrêt provisoire et important des travaux à des fins de réparation ou de reconstruction. Les douves résistantes à l’usure de Hatch ont une surface intégrée à l’épreuve de l’abrasion, beaucoup plus dure qu’une surface habituelle de cuivre, de fonte ou de matériau réfractaire.
La prolongation de la durée de vie des douves est l’une des stratégies employées pour augmenter la durée de campagne. Les fuites d’eau liées à l’usure des douves peuvent causer d’importants problèmes à l’étape de la production du fourneau. Il est possible d’installer les doigts de refroidissement de Hatch pour abaisser la température de la douve et réduire le taux d’usure. Les doigts de refroidissement fournissent un refroidissement supérieur à celui des boîtes cigares, car ils utilisent un contact métal sur métal thermique plutôt qu’un raccord cimenté.
Détection de fuites d’eau
La détection précoce de fuites d’eau est essentielle au fonctionnement stable du haut fourneau et à la sécurité du personnel concerné. Hatch a mis au point deux technologies distinctes : un système de détection des fuites de pression et un capteur logiciel. La première se sert des vannes et du pressiomètre installés sur les circuits individuels pour détecter les fuites. Le système est automatisé afin de tester rapidement les circuits (essais d’environ une minute) et de consigner l’historique. Le capteur logiciel de Hatch combine les mesures des débitmètres installés et des méthodes statistiques pour calculer les écarts d’écoulement. Ces deux méthodes permettent une détection des fuites beaucoup plus rapide et prévisible.
Granulation des scories par voie sèche
La granulation sous eau est la méthode la plus couramment utilisée pour traiter les scories des hauts fourneaux et exige une étape de granulation et d’assèchement. Dans le cas de la granulation sous eau, l’énergie contenue dans les scories est perdue à la suite de l’évaporation et du refroidissement de l’eau. Il est difficile, voire impossible, de la récupérer.
Dans le cadre de son procédé de granulation par voie sèche, Hatch utilise de l’air pour granuler directement les scories. La chambre de granulation génère un flux d’air chaud, qui peut directement servir à combler les exigences du procédé aux fins de production de vapeur ou d’électricité ou pour les besoins des systèmes de chauffage centralisé.
Essais non destructifs (foyer)
Des techniques minutieuses d’inspection et de surveillance sont nécessaires pour prolonger la durée de campagne de nombreux hauts fourneaux. La technique d’écho par acousto-ultrasons (AU-E) brevetée de Hatch mesure l’épaisseur et l’état du revêtement réfractaire dans le foyer du haut fourneau. Elle est utilisée pour mesurer l’épaisseur du matériau réfractaire, l’épaisseur de l’accumulation de matériau détérioré, l’imprégnation des métaux, l’abreuvage, ainsi que l’hydratation et l’oxydation du matériau réfractaire.
PyroLIBS (analyse chimique en temps réel)
La spectroscopie par claquage laser (LIBS) permet d’obtenir des mesures directes en temps réel de la composition des matières fondues (tout élément d’intérêt) sans avoir à les échantillonner et à les tester. Les données en temps réel fournissent un contrôle de rétroaction pour améliorer le procédé. Alors que la spectroscopie par claquage laser des matières solides est facilement accessible (dans de nombreuses entreprises), le procédé pour les matières fondues relève de la nouveauté. Hatch collabore avec le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) afin de commercialiser cette technologie pour l’exploiter à haute température avec du métal fondu.
Surchauffage du vent chaud à l’aide de pistolets à plasma
Hatch évalue l’utilisation de pistolets à plasma pour augmenter la température du vent chaud grâce à l’énergie verte. Cette technologie remplacerait le système classique de contrôle du mélangeur à vent froid, actuellement utilisé pour contrôler la température du vent chaud. Elle offrirait aux utilisateurs divers avantages, dont l’augmentation de la température du vent chaud, la réduction des émissions de CO2 et de la consommation de coke du haut fourneau, la réduction des exigences en matière d’enrichissement du four, la croissance de la production pendant la réfection des fours et la possibilité de réduire la température des fours ainsi que la tendance à la fissuration par corrosion sous contrainte.