Ces dernières années, les entreprises métallurgiques mondiales ont continué de se concentrer davantage par le biais de fusions-acquisitions. En 2023, les bénéfices de l'industrie métallurgique ont amorcé un déclin, principalement en raison de la hausse du coût de certaines matières premières et de la forte baisse des prix de l'acier, entraînant une diminution des profits des entreprises. Face à cette situation, la priorité a été donnée à la réduction des investissements dans chaque projet, à l'optimisation et à la modernisation des processus, au développement durable et à la fabrication intelligente. Il s'agit notamment de la transition vers des émissions ultra-faibles et une efficacité énergétique extrême, ainsi que de l'accélération de l'innovation technologique bas carbone et de la transformation numérique du secteur industriel.
● Fusion de l'acier
1. La fusion à base de carbone passe à la fusion à base d'hydrogène
La métallurgie de l'hydrogène s'oriente vers la fusion du fer et de l'acier, mais les sources actuelles d'hydrogène vert sont limitées. Face à ce problème, à court terme, des solutions sont envisagées : la fusion au haut fourneau utilisant le gaz de cokerie comme agent réducteur, à l'instar du four à cuve à hydrogène de XIYE Iron and Steel ; la production d'hydrogène à partir de gaz de cokerie dans les aciéries est également à l'étude.
2. Fusion par procédé court
En raison des impératifs de protection de l'environnement, la fusion en procédés courts va gagner en importance. On observe notamment une réduction des procédés de fabrication du fer, par exemple au four électrique.
3. Coproduction tempérée
L'une des principales utilisations des gaz de combustion issus de la sidérurgie est depuis longtemps le chauffage. Bien que ce procédé exploite l'énergie thermique des gaz, leur potentiel n'a pas été pleinement exploité. Ces gaz contiennent des proportions variables d'hydrogène (H₂) et de monoxyde de carbone (CO), et leur utilisation pour produire du GNL, de l'éthanol, de l'éthylène glycol, etc., présente une rentabilité importante. Comparée à la production de CO et d'H₂ à partir de charbon, puis de GNL, d'éthanol ou d'éthylène glycol, cette méthode est nettement plus avantageuse en termes de coûts.
Face à la demande croissante de réduction des émissions de carbone, des projets tels que l'extraction et la solidification du CO2 ont suscité un espoir. Dans les entreprises métallurgiques, notamment pour les gaz de combustion riches en CO2 issus des fours à chaux et des chaudières, ce dernier peut être utilisé dans la sidérurgie, la réduction des poussières, le transport frigorifique, l'industrie agroalimentaire, etc. La demande du marché est forte et l'industrie métallurgique bénéficie d'un avantage concurrentiel en termes de coûts. Les projets photovoltaïques permettent d'améliorer certains indicateurs de réduction des émissions de carbone pour les entreprises, et de nombreuses aciéries investissent dans ce domaine. Cependant, la rentabilité de ces projets dépendra en grande partie de leur impact sur les prix de l'électricité.
4. Renseignements en métallurgie
Le marché métallurgique va encore accélérer l'automatisation et l'intégration des technologies de l'information dans l'industrie sidérurgique, ainsi que le processus de numérisation et d'intelligence artificielle. Les centres de contrôle centralisés, les entrepôts de matériaux automatisés, les systèmes robotisés de mesure de température, d'inspection et d'échantillonnage vont se généraliser.
Avec la publication et la mise en œuvre de diverses politiques nationales à double bilan carbone, les entreprises en aval de l'industrie sidérurgique ont une demande croissante de données d'évaluation du cycle de vie complet des produits achetés, et l'évaluation du cycle de vie des produits sidérurgiques et l'évaluation de l'empreinte carbone qui en découle sont devenues un travail important pour les entreprises en aval de l'industrie sidérurgique.Le développement vert et sobre en carbone de l'industrie sidérurgique et la satisfaction des besoins des clients en aval nécessitent une analyse du cycle de vie des produits. Cette analyse constitue une mesure importante pour s'adapter au développement national vert, sobre en carbone et de haute qualité, promouvoir les économies d'énergie et la réduction des émissions de carbone des entreprises sidérurgiques et renforcer l'image de marque.
● Technologie de l'acier pour économiser l'énergie et protéger l'environnement
1. Recyclage et utilisation extrêmes de l'énergie secondaire
L'efficacité énergétique de l'industrie métallurgique s'est améliorée d'année en année. D'une part, la modernisation des équipements a permis de réduire la consommation d'énergie. D'autre part, la récupération de l'énergie secondaire, notamment la récupération de la chaleur à haut et moyen pouvoir calorifique, est en constante augmentation. La chaleur à bas pouvoir calorifique est également récupérée progressivement, permettant une utilisation échelonnée. L'énergie à haut pouvoir calorifique est utilisée pour la production d'électricité ou la fabrication de produits chimiques, tandis que l'énergie à bas pouvoir calorifique sert au chauffage des zones urbaines environnantes, à l'aquaculture, etc. Cette combinaison de production d'acier et de services publics améliore non seulement la rentabilité des entreprises, mais permet également de remplacer les petites chaudières et de réduire la consommation et les émissions de carbone.
1. Système de fournaise électrique
Le système de refroidissement par vaporisation intégrale, remplaçant la partie d'origine du conduit de refroidissement à eau, améliore considérablement la récupération de vapeur pour les tonnes d'acier. D'après les résultats obtenus sur le terrain, la récupération de vapeur pour les tonnes d'acier peut atteindre 300 kg/t d'acier, soit plus de trois fois la récupération initiale.
Convertisseur 1.2
Le procédé primaire d'épuration des gaz de combustion d'un convertisseur utilise généralement la méthode à sec. Avec le procédé actuel, la chaleur résiduelle due à l'écart de température de 1 000 °C à 300 °C n'est pas récupérée. À l'heure actuelle, seuls quelques équipements pilotes sont en exploitation temporaire.
1.3 Haut fourneau
La récupération intégrale des gaz de haut fourneau peut être réalisée par la récupération des gaz d'égalisation de pression et des gaz de purge. Actuellement, la plupart des hauts fourneaux ne prévoient pas de récupération, ou seulement une récupération partielle.
1.4 Frittage
Récupérer la chaleur résiduelle de la section haute température du refroidisseur annulaire pour la production d'électricité ; de l'eau chaude peut être produite pour le traitement ou le chauffage après récupération de la chaleur résiduelle dans les sections moyenne et basse température du refroidisseur annulaire ; la circulation des gaz de combustion du frittage tendant vers une circulation interne, il est nécessaire d'augmenter le ventilateur de circulation haute pression, le ventilateur d'air frais et les équipements électriques auxiliaires.
La chaleur résiduelle des grandes cheminées et du refroidissement annulaire est non seulement utilisée pour la production d'électricité, mais aussi pour l'utilisation de la technologie de double entraînement vapeur-électricité afin d'entraîner le ventilateur d'extraction principal, améliorant ainsi l'efficacité d'utilisation de la vapeur, réduisant l'étape de conversion et améliorant les avantages économiques.
1,5 Cokéfaction
Outre le coke de trempe à sec traditionnel, on a utilisé la circulation d'ammoniac du coke, le refroidisseur primaire, la chaleur résiduelle, la chaleur résiduelle du tube ascendant et la chaleur résiduelle des gaz de combustion.
1.6 Laminage de l'acier
Valorisation de la chaleur résiduelle des gaz de combustion des fours de chauffage des laminoirs et des fours de traitement thermique. Cette chaleur, de faible qualité, est généralement utilisée pour la production d'eau chaude sanitaire, après la désulfuration.
2. Le concept de protection de l'environnement et de très faibles émissions est profondément ancré dans les mentalités.
2.1 La performance environnementale de chaque aciérie est A
Afin de réduire la pression sur l'environnement et d'assurer une production normale, de nombreuses aciéries du nord ont achevé le poinçonnage A. Même si certaines entreprises du nord ne l'ont pas encore terminé, un grand nombre d'entreprises du sud travaillent également dans ce sens. Les principales tâches consistent à mettre en place des installations de dépoussiérage, de désulfuration et de dénitrification, à optimiser le stockage des matériaux, à réduire les émissions de poussières, à fermer les sources de poussières et à supprimer les émissions polluantes.
2.2 Industrie du carbone et de l'aluminium électrolytique
Les dettes en matière de protection de l'environnement liées au carbone et à l'industrie de l'aluminium électrolytique sont plus importantes ; les entreprises d'aluminium, d'aluminium de montagne et autres sont dans le cadre d'un travail sur la performance environnementale de niveau A.
2.3 Traitement des trois déchets
Les exigences en matière de protection de l'environnement interdisent le rejet de déchets solides hors des usines, et les eaux usées doivent respecter les normes de rejet. D'une part, les entreprises sidérurgiques ont séché et pressé les matières premières, et le rejet et l'élimination des déchets finaux sont conformes aux normes. Le marché a besoin de nouveaux procédés et technologies pour le traitement des gaz résiduaires, des déchets solides contenant du carbone et du fer, des déchets dangereux, de la pollution des sols, des eaux usées contenant du phénol et du cyanure, des eaux salées concentrées et des eaux usées de laminage à froid.
2.4 Purification des gaz
Avec le renforcement des exigences environnementales, le gaz recyclé peut être collecté, et de nouvelles exigences relatives à sa qualité sont imposées. Le procédé traditionnel de purification des gaz de cokerie et de haut fourneau, qui vise l'élimination des poussières et du soufre inorganique, exige désormais l'élimination du soufre organique. Le marché a donc besoin de nouveaux procédés et de nouveaux équipements pour répondre à cette demande.
2.5 Technologie de combustion riche en oxygène, combustion à l'oxygène pur
Afin d'améliorer le taux d'utilisation de l'oxygène et de réduire la consommation de gaz, on utilise la combustion riche en oxygène ou en oxygène pur dans le four de chauffage, le four et la chaudière.
Date de publication : 13 juin 2023