Développement

Va-t-on installer bientôt une aciérie au Burundi ?

Dans le journal Burundi Eco n° 264 du 29 septembre 2017, nous vous avons parlé de Musumba steel, une entreprise industrielle qui évolue vers une aciérie. Le journal a voulu savoir ce que c’est une aciérie ?

Une aciérie est une usine servant à produire de l’acier (acier= alliage métallique constitué principalement de fer et de carbone dans des proportions comprises entre 0,02 % et 2 % en masse pour le carbone) en grandes quantités. Cela sous la forme de produits semi-finis.

Vue d’une usine à haut fourneau

D’une manière générale, on distingue deux types d’aciéries : l’aciérie électrique et l’aciérie à oxygène. L’aciérie électrique produit de l’acier à partir de ferrailles (débris, déchets de fer, de fonte ou d’acier, vieux morceaux ou instruments de fer, de métal, inutilisables) recyclées. L’aciérie à oxygène travaille à partir de la fonte liquide produite par un haut fourneau.
Un haut fourneau, lui, est une installation industrielle destinée à désoxyder simultanément et fondre les métaux contenus dans un minerai. Cela par la combustion d’un combustible solide riche en carbone. Il transforme le minerai de fer en fonte liquide, en brûlant le coke qui sert à la fois de combustible et d’agent réducteur. Le haut fourneau produit de la fonte en fusion par opposition au bas fourneau, qui produit une loupe de fer solide. Le premier est une évolution directe du deuxième.

Le haut fourneau du XXIe siècle

Le terme « haut fourneau » désigne parfois le four lui-même. Il se réfère plus exactement à l’ensemble des installations liées à la marche du four. Au début du XXe siècle, les hauts fourneaux étaient fréquemment construits en batteries. On trouvait étroitement associées à la production de la fonte, une cokerie et une unité d’agglomération de minerai. Au XXIe siècle, les hauts fourneaux sont des outils géants et distincts de ces outils en amont. Une installation de haut fourneau concerne donc, outre le four lui-même, un ensemble d’autres installations essentielles qui assurent la réception du coke et de l’aggloméré. On y compte l’atelier de préparation des matières solides avec un système d’alimentation en continu jusqu’au gueulard. La production du vent et son réchauffage forme une installation distincte, mais étroitement associée à la marche du haut fourneau. On y trouve aussi les installations dédiées au traitement du gaz de haut fourneau ainsi que celles qui assurent la gestion du laitier et de la fonte en fusion

Nécessité d’installer l’usine près des gisements de charbon

Les matières constituant la charge arrivent par train ou par bateau. Dans le cas des usines intégrées, elles arrivent par bandes transporteuses depuis l’usine d’agglomération et la cokerie. Les matières sont stockées, plus ou moins au sec, dans des trémies en béton ou en acier. Un stockage au pied de l’outil est une obligation stratégique car le haut fourneau du XXe siècle est condamné à un travail continu. Il ne peut s’éteindre qu’avec les plus grandes précautions. Son arrêt, si court soit-il, peut ruiner la forge et les industries qui en dérivent. Pour cela même, il exige des stocks considérables de combustible et de minerai.
D’où nécessité d’installer les usines sidérurgiques près des gisements de charbon ou de minerai de fer. Cette proximité a été essentielle à la rentabilité. Elle explique les différences de conception des hauts fourneaux, dont notamment les installations de préparation des charges de nombreux hauts fourneaux actuels.

Idée sur l’investissement dans la sidérurgie

En 2012, le coût de construction d’une usine à chaud moderne (cokerie, usine d’agglomération, 2 hauts fourneaux et une aciérie) d’une capacité de 5 millions de tonnes de brames d’acier par an peut atteindre 9 milliards USD. Sur ce montant, la construction des hauts fourneaux représente environ 1 milliard de dollars. Le coût du capital investi dans la construction d’un haut fourneau constitue alors de 25 à 30 % du coût de la fonte. Ce coût peut être réduit en augmentant la taille des appareils et leur productivité.

Production de l’acier

Contrairement à la filière fonte, c’est-à-dire le haut fourneau ou le convertisseur, l’acier est produit dans une aciérie électrique à partir de ferrailles de récupération. Celles-ci sont fondues grâce à l’énergie électrique. Les diverses origines de ferrailles de récupération sont notamment les chutes des industries de transformation, les copeaux de fraisage, les biens de consommation usagés, l’acier de construction provenant de la démolition des bâtiments, les cendres métalliques des centrales d’incinération triées à l’aimant,…
Les ferrailles sont chargées dans un four avec de la chaux. Elles sont ensuite fondues à l’aide d’un très puissant arc électrique formé en trois électrodes en graphite. La température au sein de l’arc atteint plusieurs milliers de degrés, de manière à atteindre la fusion du fer. Pour homogénéiser le mélange et accélérer la fusion, des sources d’énergie d’appoint sont utilisées, comme des brûleurs intégrés dans les parois du four ou des lances à oxygène. Pendant la première étape, on procède à la métallurgie primaire et on se débarrasse des éléments indésirables contenus dans les ferrailles. On procède par après à un premier ajustement de la teneur du bain en carbone et autres éléments souhaités.
Sous l’action de l’oxygène, les différentes impuretés présentes dans le bain forment des oxydes puis se lient avec la chaux qui avait été introduite dans le four. Ces composés, plus légers que l’acier, surnagent au-dessus du bain et forment ce qu’on appelle le laitier.
Pour clore, l’acier s’élabore de deux manières. Dans le haut fourneau, à partir du minerai de fer et du coke avec réduction du carbone dans un convertisseur et dans un four électrique, à partir des ferrailles de récupération. On parle d’acier de recyclage ou d’acier électrique.

A propos de l'auteur

Mélance Maniragaba.

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