Le coke de pétrole graphitisé améliore globalement la qualité intrinsèque de l'acier en optimisant sa structure carbonée, en régulant précisément sa composition, en améliorant l'efficacité métallurgique et en répondant aux exigences de la production de pointe. Ses mécanismes et effets spécifiques sont les suivants :
I. Optimisation de la structure carbonée : un saut qualitatif du « grain grossier » au « riz raffiné »
Les additifs carbonés ordinaires (comme le coke calciné) présentent une structure désordonnée d'atomes de carbone, avec un taux d'absorption de seulement 60 %. En revanche, le coke de pétrole graphitisé, soumis à un traitement à haute température à 2 800 °C, forme une structure lamellaire de graphite régulière, semblable à des « cartes à jouer empilées ». Cette structure lui permet de se dissoudre rapidement dans l'acier en fusion, avec un taux d'absorption dépassant les 90 %. Par exemple, lors de la fusion d'acier pour roulements (GCr15), la teneur en carbone doit être contrôlée avec précision entre 1,05 % et 1,15 %. L'utilisation d'un additif carboné graphitisé garantit un taux d'absorption stable de 92 %, avec des fluctuations de la teneur en carbone n'excédant pas ±0,02 %, évitant ainsi la fragilité ou l'insuffisance de dureté des roulements dues à des variations de la teneur en carbone.
II. Régulation précise de la composition : Élaboration d’un « régime alimentaire » personnalisé pour l’acier haut de gamme
- Faible teneur en impuretés : Le procédé de graphitisation transforme le soufre, l’azote et d’autres impuretés en gaz volatils, réduisant ainsi la teneur en soufre à moins de 0,05 % et la teneur en azote à moins de 0,01 %. Par exemple, l’acier au silicium non orienté utilisé dans les carters de moteurs des véhicules à énergies nouvelles exige une teneur en carbone inférieure à 0,005 %, ce qui nécessite l’utilisation d’additifs de carbone graphitisé de haute pureté. De même, les alliages à base de nickel destinés aux évaporateurs des centrales nucléaires doivent présenter une teneur en azote n’excédant pas 0,01 %, une exigence que les additifs de carbone ordinaires ne peuvent satisfaire.
- Contrôle précis de la composition : En ajustant la quantité d'alimentation et les paramètres du procédé, la teneur en éléments tels que le carbone, le soufre et l'azote dans la fonte en fusion peut être contrôlée avec précision. Par exemple, lors de la fusion au four électrique, du coke de pétrole graphitisé est ajouté aux déchets d'acier et autres matières premières afin d'éviter une oxydation excessive due à une alimentation importante, garantissant ainsi que la teneur en carbone des pièces moulées soit conforme aux normes.
III. Amélioration de l’efficacité métallurgique : de « l’indigestion » à « l’absorption efficace »
- Taux d'absorption du carbone accru : Le taux d'absorption du carbone du coke de pétrole graphitisé est supérieur de plus de 30 % à celui des additifs carbonés ordinaires. Autrement dit, pour chaque 10 jin de carbone ajouté, l'absorption effective augmente de 3 jin. Ceci réduit considérablement les pertes de carbone lors du processus métallurgique et diminue les coûts de production.
- Réduction des émissions polluantes : La faible teneur en soufre et en azote du coke de pétrole graphitisé réduit les émissions de dioxyde de soufre et d’oxydes d’azote lors de la fusion, conformément aux exigences d’économie d’énergie et de réduction des émissions. Par exemple, l’utilisation de coke de pétrole graphitisé peut réduire de plus de 50 % les émissions d’oxydes de soufre dans les aciéries.
IV. Répondre aux exigences de la fabrication haut de gamme : un bond d’une « puissance sidérurgique » à une « superpuissance sidérurgique »
- Soutien à la production de produits haut de gamme : Le coke de pétrole graphitisé est une matière première essentielle à la production de fonte grise à haute résistance, d’acier au silicium non orienté, d’alliages à base de nickel et d’autres produits sidérurgiques de haute qualité. Par exemple, la fabrication de produits très exigeants tels que les brides d’éoliennes et les canalisations de centrales nucléaires repose sur sa grande pureté et son fort taux d’absorption.
- Accélération de la modernisation industrielle : Alors que l’industrie sidérurgique chinoise se transforme pour s’orienter vers un développement haut de gamme et respectueux de l’environnement, le recours au coke de pétrole graphitisé s’accélère. Son utilisation améliore non seulement la qualité des produits sidérurgiques, mais favorise également les progrès technologiques tout au long de la chaîne de valeur. Par exemple, une entreprise sidérurgique a réduit la variation de la teneur en carbone de son acier à roulements de ±0,05 % à ±0,02 % grâce à l’utilisation de coke de pétrole graphitisé, ce qui a permis d’augmenter de 15 % le taux de conformité des produits.
V. Études de cas : Les effets « durs » du coke de pétrole graphitisé
- Production d'acier à roulements : Après avoir adopté du coke de pétrole graphitisé, une entreprise a réduit la plage de fluctuation de la teneur en carbone de l'acier à roulements de ±0,05 % à ±0,02 %, augmenté le taux de qualification des produits de 15 % et économisé plus de dix millions de yuans de pertes annuelles de rebuts.
- Carter de moteur pour véhicules à énergies nouvelles : grâce à l’utilisation de coke de pétrole graphitisé de haute pureté, la teneur en carbone de l’acier au silicium non orienté a été stabilisée en dessous de 0,005 %, améliorant ainsi le rendement du moteur de 3 % et augmentant l’autonomie de 5 %.
- Évaporateurs pour centrales nucléaires : La teneur en azote des alliages à base de nickel a été maintenue en dessous de 0,01 %, ce qui a permis d’éviter la fragilisation du matériau due à une teneur excessive en azote et de prolonger la durée de vie des équipements de 20 ans.
Date de publication : 30 décembre 2025