Voici la traduction anglaise du texte fourni :
Comment le coke de pétrole graphitisé permet d'augmenter considérablement son taux d'absorption, passant de 75 % à plus de 95 %, et de permettre une « utilisation complète des ressources »
Le coke de pétrole graphitisé a connu une avancée majeure en faisant passer son taux d'absorption de 75 % à plus de 95 % grâce à cinq procédés clés : la sélection des matières premières, le traitement de graphitisation à haute température, le contrôle précis de la granulométrie, l'optimisation du procédé et l'utilisation circulaire. Cette approche d'« utilisation intégrale des ressources » peut se résumer ainsi :
1. Sélection des matières premières : Maîtriser les impuretés à la source
- matières premières à faible teneur en soufre et en cendres
On sélectionne du coke de pétrole ou du coke en aiguilles de haute qualité, avec une teneur en soufre inférieure à 0,8 % et une teneur en cendres inférieure à 0,5 %. Les matières premières à faible teneur en soufre empêchent la formation de dioxyde de soufre à haute température, réduisant ainsi les pertes de carbone, tandis que la faible teneur en cendres minimise l'influence des impuretés lors de la fusion. - prétraitement des matières premières
Grâce à des procédés de broyage, de calibrage et de mise en forme, les grosses particules et les impuretés sont éliminées afin de garantir une taille de particules uniforme, jetant ainsi les bases de la graphitisation ultérieure.
2. Traitement de graphitisation à haute température : restructuration des atomes de carbone
- Processus de graphitisation
Dans un four Acheson ou un four de graphitisation en série interne, les matières premières sont traitées à des températures supérieures à 2 600 °C. Ce procédé transforme les atomes de carbone, initialement désordonnés, en une structure lamellaire ordonnée, proche du réseau cristallin du graphite, ce qui améliore considérablement la réactivité et la solubilité du carbone. - élimination du soufre
À haute température, le soufre est expulsé sous forme de dioxyde de soufre gazeux, réduisant ainsi la teneur en soufre à 0,01 %–0,05 % et évitant les impacts négatifs sur la résistance et la ténacité de l'acier. - optimisation de la porosité
La graphitisation crée une structure poreuse au sein des particules de carbone, augmentant la porosité et offrant davantage de canaux pour la dissolution du carbone dans le fer en fusion, accélérant ainsi l'absorption.
3. Contrôle précis de la granulométrie : respect des exigences de fusion
- granulométrie
La taille des particules est contrôlée entre 0,5 et 20 mm en fonction du type d'équipement de fusion (par exemple, fours à arc électrique ou cubilots) et des exigences du procédé :- Fours électriques (<1 tonne) : 0,5–2,5 mm pour éviter l’oxydation due à des particules trop fines.
- Fours électriques (>3 tonnes) : 5–20 mm pour éviter les difficultés de dissolution dues à des particules trop grossières.
- distribution granulométrique uniforme
Les procédés de tamisage et de mise en forme garantissent une taille de particules constante, réduisant ainsi les fluctuations du taux d'absorption dues aux variations de taille.
4. Optimisation du procédé : Amélioration de l'efficacité d'absorption
- Moment et méthodes d'addition
- Méthode d'ajout par le bas : Dans les fours électriques à moyenne fréquence, 70 % de l'agent de charge en carbone sont placés au fond du four et compactés, le reste étant ajouté par lots en cours de processus afin de minimiser les pertes par oxydation.
- Ajout par lots : pour la fusion au four électrique, les agents de charge carbonés sont ajoutés par lots lors du chargement ; pour la fusion au cubilot, ils sont ajoutés simultanément avec la charge du four afin d’assurer un contact total avec le fer en fusion.
- Contrôle des paramètres de fusion
- Contrôle de la température : Le maintien des températures de fusion entre 1 500 et 1 550 °C favorise la dissolution du carbone.
- Maintien de la chaleur et agitation : le maintien au chaud pendant 5 à 10 minutes avec une agitation modérée accélère la diffusion des particules de carbone et empêche le contact avec des agents oxydants comme la rouille de fer ou les scories.
- séquence d'ajustement de la composition
L'ajout d'abord du manganèse, puis du carbone et enfin du silicium réduit les effets inhibiteurs du silicium et du soufre sur l'absorption du carbone, stabilisant ainsi l'équivalence en carbone.
5. Utilisation circulaire et production verte : maximiser l'efficacité des ressources
- Régénération des électrodes usagées
Les électrodes en graphite usagées sont régénérées en matériaux de carbone avec un taux de récupération de 85 %, réduisant ainsi le gaspillage des ressources. - Alternatives à base de biomasse
Des expériences utilisant du charbon de coque de palmier comme substitut au coke de pétrole permettent une fusion neutre en carbone et réduisent la dépendance aux matières premières fossiles. - Systèmes de contrôle intelligents
La surveillance en ligne de la teneur en carbone via l'analyse spectrale et l'alimentation précise basée sur l'IoT 5G (erreur <±0,5%) optimisent les processus de production et minimisent le surdosage.
Résultats techniques et impact sur l'industrie
- Amélioration du taux d'absorption : Grâce à ces mesures, le taux d'absorption des agents de charge en carbone à base de coke de pétrole graphitisé est passé de 75 % (coke de pétrole calciné traditionnel) à plus de 95 %, améliorant considérablement l'efficacité d'utilisation du carbone.
- Qualité du produit améliorée : Les caractéristiques à faible teneur en soufre (≤0,03%) et en azote (80–250 PPM) préviennent efficacement les défauts de porosité de coulée et améliorent les propriétés mécaniques (par exemple, la dureté, la résistance à l'usure).
- Avantages environnementaux et économiques : Les émissions de carbone par tonne de résine de captage sont réduites de 1,2 tonne, conformément aux tendances de la production écologique. Parallèlement, des taux d’absorption plus élevés diminuent la consommation de résine de captage, réduisant ainsi les coûts de production.
Grâce à la mise en œuvre d'un contrôle raffiné de bout en bout, le coke de pétrole graphitisé permet une « utilisation complète des ressources », offrant à l'industrie métallurgique une solution efficace et à faible émission de carbone pour la valorisation du carbone et orientant le secteur vers un développement durable de haute qualité.
Cette traduction préserve la rigueur technique tout en restant accessible à un public international spécialisé en métallurgie et en science des matériaux. N'hésitez pas à me faire part de vos suggestions d'amélioration !
Date de publication : 31 mars 2026