Écoutez nos experts expliquer comment le fait de donner la priorité à la durabilité et à l'isolation des matériaux réfractaires permet de réduire la consommation d'énergie, quels matériaux devraient (et ne devraient pas) être utilisés pour apporter de nouveaux avantages durables, et comment les briques imbrûlées peuvent réduire les températures tout en préservant leurs propriétés.
Avec :
- Adrian Garcia, directeur de l'unité commerciale, solutions industrielles, lubrifiants et énergie | IMCD
- Mats Dahmen, directeur du développement commercial mondial, solutions industrielles | IMCD
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La réduction de la consommation d'énergie semble être la clé de la réduction des émissions dans les industries à forte intensité énergétique. Alors, que peuvent faire ceux qui travaillent avec des matériaux réfractaires pour donner la priorité à cela ? Poursuivez votre lecture pour en savoir plus.
Pourquoi la question de la réduction de la consommation d'énergie est-elle si importante aujourd'hui ?
Aujourd'hui, la production industrielle représente une part importante des émissions de CO₂. Par exemple, la production de ciment représente 7 % des émissions et la production d'acier 8 % supplémentaires.
Les industries à forte intensité énergétique vont aujourd'hui être durement touchées par des sujets tels que la taxe sur le carbone et, ces dernières années, la hausse des coûts de l'énergie. Ces industries doivent donc trouver d'autres moyens de réduire leurs coûts et leurs émissions. En ce qui concerne plus particulièrement les réfractaires dont la température de fonctionnement est supérieure à 1800 degrés Celsius, il existe de nombreuses possibilités d'essayer de réduire la consommation d'énergie et des changements sont nécessaires pour adopter une méthode de travail plus durable
Quels sont les défis à relever en matière de réduction des émissions dans le domaine des réfractaires ?
Il est intéressant de noter que 90 % de l'énergie utilisée dans la production d'acier et de ciment provient uniquement des fours, et tous les fours utilisés pour la production d'acier et de ciment ont de petites surfaces soumises à des conditions extrêmes en raison des températures élevées, des produits chimiques et de l'infiltration de liquides. Ces conditions obligent les fabricants à arrêter la production et à renouveler le revêtement réfractaire, ce qui entraîne une pause de production qui nécessite du temps et des matériaux et consomme d'énormes quantités d'énergie lorsque les réparations sont terminées et que la production est relancée. Nous examinons donc deux choses : la durabilité et l'isolation.
Quelles sont les méthodes efficaces pour améliorer la durabilité et l'isolation des matériaux réfractaires ?
En matière de durabilité, l'objectif est d'améliorer les performances du revêtement réfractaire afin de le rendre plus durable. Cela peut être réalisé de trois manières :
- Remplacer les minéraux par des produits synthétiques, par exemple en remplaçant l'alumine tabulaire par des matériaux d'origine minérale tels que la bauxite, l'andalousite ou même le MgO ;
- Réduire l'utilisation de briques de base de MgO et de dolomite dans la production de ciment et d'acier ; OU
- Ajouter des matériaux non oxydés et des additifs aux formulations.
En matière d'isolation, pendant des années, les réfractaires isolants n'ont pas été considérés comme priorité, mais aujourd'hui, nombreux sont ceux qui se concentrent sur ces matériaux en raison du rôle essentiel qu'ils peuvent jouer dans les économies de coûts. L'une des approches consiste à développer des études thermiques personnalisées avec des matériaux isolants adaptés. Ce faisant, nous pouvons proposer des produits sur mesure en fonction des équipements, des processus et des exigences précises du producteur final. Nous avons constaté que cela apportait une valeur considérable en termes de réduction d'énergie des réfractaires.
Une autre approche que nous avons observée est le passage des réfractaires isolants traditionnels à des solutions modernes, telles que les pièces coulées ultralégères. Cela peut réduire la consommation d'énergie et réduire la dissipation de la chaleur hors des fours. Cela permet notamment de réduire la consommation d'énergie dans les aciéries et les cimenteries.
Pourquoi cette utilisation de ces matériaux est-elle importante et quels avantages peut-elle apporter au processus de production ?
La production de matériaux réfractaires, en particulier pour les briques, est un processus à haute énergie qui doit être contrôlé ou adapté pour réduire la quantité d'énergie requise. Pour s'appuyer moins sur la brique, l'industrie s'oriente vers l'utilisation de pièces moulées plus monolithiques qui réduisent la consommation d'énergie des réfractaires et de la production sur le marché final. Comme les briques doivent être cuites ou trempées et que les produits coulés n'ont qu'à être mélangés, les produits coulés donnent des résultats impressionnants, notamment en ce qui concerne les avantages suivants :
- Gagnez du temps grâce à une installation et à une production plus rapides
- Réduisez les coûts en réduisant les coûts en réduisant le nombre de personnes sur le site et en consommant moins d'énergie
- Avoir des capacités équivalentes et de meilleures performances (par rapport à la brique)
Dans les situations où la production de briques est toujours nécessaire, donner la priorité aux briques non brûlées peut réduire la quantité d'énergie requise. Les briques non brûlées nécessitent moins de traitement thermique et peuvent être trempées plutôt que cuites, ce qui réduit les températures nécessaires au cours du processus.
De plus, les additifs changent la donne. L'utilisation d'additifs :
- Facilite le transport des briques sans qu'il soit nécessaire de les cuire, réduisant ainsi la température de plus de 1200 °C à 200/300 °C ;
- Aide à garantir les propriétés et la résistance nécessaires au transport et à l'installation ; et
- Soutient la création de meilleurs matériaux non façonnés, plus faciles à installer et à utiliser.
Au final, les additifs permettent de réduire considérablement l'énergie requise pour produire des briques non brûlées, sans compromettre la densité, qualité ou capacités.
Que faut-il prendre en compte lors du passage à ces matériaux ?
Les erreurs les plus courantes dans l'utilisation de matériaux monolithiques sont dues à l'erreur humaine. Deux faux pas se produisent assez souvent et nuisent à l'approche :
- Le premier consiste à mélanger de l'eau pour augmenter les capacités de débit. Souvent, l'excès d'eau est ajouté dans l'espoir d'obtenir un meilleur débit lors de l'installation de produits coulés sur site. Mais cette approche ne fonctionne pas. L'eau est l'ennemi numéro un des réfractaires et l'ajout d'eau pourrait ruiner l'ensemble du processus. L'utilisation d'agents fluidifiants et dispersants comme additifs constitue une meilleure alternative.
- La seconde est l'utilisation de mauvais additifs pour accélérer le processus de durcissement. Nombreux sont ceux qui décident d'utiliser des additifs pour accélérer la prise, mais ne savent pas que l'utilisation d'un mauvais additif peut entraîner des effets indésirables, tels que le processus de prise trop rapide, voire pas du tout. La solution consiste à utiliser des emballages additifs qui mettent l'accent sur des formulations « fermées » faciles à utiliser afin de garantir les mêmes performances, quelles que soient les conditions (humidité, température ambiante, etc.).
Pour éviter les problèmes de performance, il est préférable d'utiliser des matériaux faciles à installer et de prendre en compte la vue d'ensemble de la formulation dès le départ.
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