Oxycombustion pour le préchauffage de poches
Face à la réglementation européenne sur les émissions de gaz à effet de serre, l’industrie métallurgique peut s’adapter aux nouvelles exigences environnementales grâce à des technologies couramment utilisées. L’oxycombustion est une technologie éprouvée pour faire des économies d’énergie et réduire les émissions de dioxyde de carbone (CO2) de manière importante.
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L’oxycombustion
L'oxycombustion utilise de l'oxygène pur comme comburant à la place de l’oxygène de l’air qui n’en contient que 21%.
| Gaz naturel | Comburant | Fumées (900°C) |
|
|---|---|---|---|
| Air (froid) | 1Nm³ | 10Nm³ | 11Nm³ |
| Oxygène | 0,57Nm³ | 1,14Nm³ | 1,6Nm³ |
Du fait de l'absence d’azote porté avec l’air aux températures de combustion, l'utilisation d'oxygène pur économise du combustible et produit moins de fumées.
Les fonderies et les aciéries utilisent des procédés énergivores pour fondre métaux et alliages métalliques à de hautes températures pouvant atteindre 1 600 °C.
Le transport du métal fondu entre les différents ateliers de fabrication se fait dans des poches de coulée, récipients métalliques de forme cylindrique dont les parois internes sont recouvertes d'un matériau réfractaire.
Les inconvénients de la combustion à l’air
La combustion qui utilise de l’air pour préchauffer des poches de coulée présente des inconvénients qui affectent la productivité :
- la température du réfractaire dépasse rarement 800°C ;
- le préchauffage de l’installation peut durer plusieurs heures et consomme beaucoup de combustible ;
- la pénétration de la chaleur dans l'épaisseur du réfractaire est très limitée ;
- Il peut être nécessaire d'augmenter la température du métal liquide à l’intérieur du four de fusion pour compenser le refroidissement de la poche pendant le transport ;
- la première coulée peut ne servir qu’à élever la température du réfractaire et être ensuite perdue ;
- le revêtement réfractaire s’use à cause de grands écarts de température entre le métal fondu et la poche qui provoquent des chocs thermiques dans le système.
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Les avantages de l’oxycombustion
L’oxycombustion pallie l’ensemble des inconvénients de la combustion à l’air.
En remplaçant l'air par de l'oxygène pur, la température s’élève plus rapidement et jusqu’à des valeurs de 1200ºC. Le revêtement réfractaire du système de préchauffage est préservé et la flamme, plus compacte et lumineuse, transmet près de 95% de l'énergie thermique par rayonnement.
L’oxycombustion présente également d’autres types d’avantages :
- Réduction du volume des gaz de combustion jusqu'à 80 %;
- Économie de combustible jusqu'à 50% ;
- Réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO2) jusqu'à 50 %;
- Temps de préchauffage réduits de 1 heure à 3 heures en fonction de la capacité des poches ;
- Moins de pertes thermiques ;
- Prolongement de la durée de vie du revêtement réfractaire ;
- Moins d’entretien des poches avec la possibilité de les nettoyer thermiquement pour éliminer les oxydes qui s’accumulent à la surface du revêtement réfractaire
