Dans le secteur sidérurgique, la performance du haut fourneau dépend en grande partie des matériaux réfractaires utilisés dans des conditions extrêmes. Parmi ceux-ci, les briques en silice thermoconductrices à structure siliceuse dominée par la quartzite feuilletée se démarquent par leurs propriétés thermiques exceptionnelles. Cet article explore l’expérience pratique d’une aciérie qui a réussi à diminuer sa consommation énergétique de 15% après l’adoption de ces briques, mettant en lumière leur impact sur la productivité et la durabilité opérationnelle.
Les zones à haute température des fours à air chaud exigent des matériaux capables de résister à des températures dépassant souvent 1400°C tout en assurant une conductivité thermique optimale. Historiquement, les briques en argile réfractaire et en alumine élevée ont été majoritairement utilisées. Toutefois, leur résistance thermique limitée et leur susceptibilité à la dégradation induisent des pertes énergétiques importantes et des coûts de maintenance élevés.
Le développement des briques en silice présentant une structure cristalline à quartzite feuilletée offre une alternative performante. Ces briques se distinguent par une conductivité thermique élevée et une stabilité dimensionnelle renforcée, garantissant une meilleure dissipation de la chaleur et une résistance accrue à la corrosion chimique et thermique. Secteur industriel comme celui de la sidérurgie constatent une tendance marquée à préférer ces briques pour optimiser la stabilité des fours et prolonger leur durée de vie.
| Type de Brique | Conductivité Thermique (W/m·K) | Durée de Vie (années) | Taux de Réduction de la Consommation Énergétique |
|---|---|---|---|
| Briques Argileuses | 0,5 - 1,2 | 2 - 3 | - |
| Briques en Alumine Élevée | 1,3 - 1,8 | 3 - 4 | Jusqu'à 5% |
| Briques en Silice Thermoconductrices | 2,0 - 3,5 | 5 - 7 | Jusqu'à 15% |
La structure en quartzite feuilletée des briques améliore la transmission de la chaleur, facilitant une montée en température stable et uniforme. Ce phénomène réduit les fluctuations thermiques et la déformation mécanique, prévenant ainsi les fissures et le besoin de maintenance fréquente. En outre, leur capacité à supporter des températures jusqu'à 1700°C leur permet d'opérer dans les sections les plus critiques du four à air chaud, optimisant ainsi l'efficacité thermique globale.
Une aciérie leader en Europe a entrepris un remplacement progressif des briques de son four à air chaud par des briques en silice thermoconductrices. Sur une période de 12 mois, elle a mesuré :
• Une réduction moyenne de la consommation énergétique atteignant 15%, équivalente à une économie annuelle d’environ 1,2 million d’euros.
• Un allongement de la durée opérationnelle des matériaux réfractaires, diminuant de 30% la fréquence des arrêts pour maintenance.
• Une amélioration de la stabilité thermique et du rendement global du processus de fusion, réduisant également la production de déchets liés aux défaillances des matériaux.
Pour les responsables techniques et les décideurs dans l’industrie lourde, la sélection des matériaux réfractaires représente un levier crucial pour maîtriser coûts et performances. Les briques en silice thermoconductrices conjuguent :
