Choix des briques réfractaires pour les zones de conduite, chambre de refroidissement et sortie de coke dans les systèmes de refroidissement sec du coke : guide pratique basé sur les conditions opératoires

Comment choisir les briques réfractaires pour les zones critiques du système de refroidissement sec du coke ?

Le refroidissement sec du coke (Dry Quenching) est un processus clé dans l’industrie sidérurgique moderne. Il permet non seulement d’économiser l’énergie mais aussi de réduire les émissions polluantes. Cependant, la performance des matériaux réfractaires utilisés dans les zones critiques — comme le canal incliné, la chambre de refroidissement et la zone de sortie du coke — détermine directement la durée de vie de l’équipement et la stabilité opérationnelle.

Les besoins spécifiques selon les zones : une approche ciblée

Dans chaque zone, les conditions thermiques varient considérablement :

• Canal incliné : Exposé à des cycles thermiques rapides (de 800°C à 1200°C en moins de 15 minutes), ce site nécessite une résistance exceptionnelle aux chocs thermiques. Les briques traditionnelles en alumine (Al₂O₃ > 75%) montrent souvent des fissures après 6-8 mois d’exploitation.
• Chambre de refroidissement : Ici, la température moyenne reste élevée (~900°C), mais la présence de poussières et de produits de combustion entraîne une corrosion chimique progressive. Une brique à base de mullite pur (>95% Al₂O₃·SiO₂) offre jusqu’à 40 % de durée de vie supplémentaire par rapport aux briques classiques.
• Sortie du coke : Zone à forte abrasion mécanique + températures élevées (~1000°C). Un revêtement composite avec microcristaux ultra-fin (taille moyenne < 1 µm) augmente la résistance à l’usure de 60 % selon les tests de laboratoire menés par l’Institut de Matériaux Réfractaires de Lille.

La technologie au cœur de la performance : mullite pur + microstructure contrôlée

Les nouvelles briques réfractaires à base de mullite pur (Al₂O₃·SiO₂) combinées à une structure cristalline fine (< 2 µm) offrent une amélioration significative de la résistance aux chocs thermiques. Des études réalisées sur 12 installations industrielles en Europe ont montré que ces matériaux supportent plus de 500 cycles de chauffage/refroidissement sans dégradation visible — contre 200-300 pour les briques traditionnelles.

Un point souvent sous-estimé : la qualité de pose. Une mauvaise jointure ou une mauvaise prise en compte des joints de dilatation peut réduire la durée de vie de 30 à 50 %. Même un écart de 0,5 mm entre deux briques peut créer des contraintes locales qui déclenchent des fissures précoces.

Cas concret : économies réelles, résultats mesurables

Dans une usine sidérurgique en France, l’installation de briques à base de mullite pur dans la chambre de refroidissement a permis de passer de 18 mois à 32 mois de durée de vie. Le coût initial était supérieur de 12 %, mais l’économie sur les arrêts imprévus et les remplacements a été de 42 % sur 2 ans.

Un autre exemple en Belgique : la substitution des briques classiques par des briques à microcristaux dans le canal incliné a réduit les pertes de gaz combustible de 8 %, grâce à une meilleure tenue thermique et une meilleure étanchéité.