Ch39

2.1 Installations de frittage/boulettage
2.2 Hauts-fourneaux
2.3 Installations de réduction directe
2.4 Production d'acier brut (affinage)
2.6 Fonderies et forges

3. Aspects à inclure dans l'analyse et l'évaluation des effets sur l'environnement
4. Interactions avec d'autres domaines d'intervention
5. Appréciation récapitulative de l'impact sur l'environnement
6. Bibliographie

Textes législatifs, réglementations
Ouvrages et articles scientifiques/techniques

1. Présentation du domaine d'intervention

Le présent dossier traite de l'élaboration et de la transformation du fer et de l'acier, domaine qui englobe les activités suivantes:

- fabrication de produits frittés, de boulettes et d'éponge de fer ;
- élaboration de fonte brute, de produits de coulée et d'acier brut (y compris coulée continue) ;
- formage de l'acier (à chaud et à froid) ;
- fonderie et forgeage.

Les activités mentionnées peuvent être regroupées dans une même usine sidérurgique, mais elles se retrouvent en partie aussi dans des unités dispersées géographiquement.

Après leur arrivage, les minerais subissent un prétraitement dans les installations de frittage et, le cas échéant, les installations de boulettage. La fusion dans le haut fourneau avec addition de coke et d'adjuvants donne de la fonte ; le coke fournit l'énergie nécessaire et assure la réduction du minerai. Dans les aciéries à oxygène, l'affinage de la fonte brute liquide donnant de l'acier brut s'effectue par soufflage d'oxygène sur la fonte en fusion et addition de chaux et de ferrailles. L'acier brut est également produit dans des fours électriques à partir de ferrailles, mélangées en partie à de la fonte, du minerai et de la chaux. L'acier brut est ensuite transformé en un produit demi-fini, soit par coulée continue, soit par laminage à chaud après la coulée en coquilles, les laminoirs à chaud transformant les lingots en tôle, billettes ou profilés. Ces opérations sont suivies d'une nouvelle étape de transformation, à savoir le laminage à froid ou le forgeage. La coulée continue, procédé appliqué pour plus de 90% de la production d'acier en Allemagne et 60% à l'échelle mondiale, permet d'améliorer de 10% l'exploitation de l'acier brut, d'économiser de l'énergie lors du laminage et de réduire les chutes (ferrailles) dans les aciéries et ateliers de laminage de plus de 50% par tonne d'acier obtenue.

Les procédés de réduction directe constituent une solution alternative par rapport au mode d'élaboration traditionnel de l'acier. Sous l'action d'un gaz réducteur préparé à partir de gaz naturel ou de charbon, on obtient de l'éponge de fer, un produit solide et poreux servant à la production d'acier brut dans les fours électriques, où il est souvent mélangé à des ferrailles. Pour 90% de la production d'éponge de fer, on emploie le procédé de la réduction par gaz.

La fusion de la fonte se fait généralement dans des cubilots, mais on utilise aussi de plus en plus des fours à induction.

Les opérations de fonderie requièrent des moules avec des noyaux constitués essentiellement de sable, mais qui contiennent fréquemment aussi des liants organiques.

Les plus grandes unités de production sont:

Les installations de frittage 20 000 t/jour
Les hauts-fourneaux 12 500 t/jour
Les convertisseurs à oxygène capacité 400 t
Les fours électriques (à arc) capacité 250 t
Les cubilots 70 t/h
Les fours à induction 30 t/h

Dans de nombreux pays, l'acier est produit essentiellement dans des fours électriques à partir de ferrailles.

L'élaboration de fer et d'acier reposant essentiellement sur des procédés pyrométallurgiques, le problème environnemental majeur est la pollution atmosphérique. Outre toute une série d'impuretés sous forme gazeuse, les poussières jouent un rôle particulier, non seulement en raison des grandes quantités produites, mais également du fait que ces poussières contiennent des substances dangereuses pour l'homme et pour l'environnement, par ex. des métaux lourds. Les systèmes de refroidissement par eau et les séparateurs par voie humide font par ailleurs surgir des problèmes d'épuration de l'eau. Les installations de coulée en continu nécessitent de grandes quantités d'eau qui se retrouvent fortement chargées d'huile après leur utilisation. La coulée continue sans refroidissement par aspersion offre un moyen de remédier sensiblement au problème posé par les eaux usées.

En outre, les procédés métallurgiques produisent du laitier qui devrait être réutilisé dans la mesure du possible. Les poussières et les boues recueillies dans les installations d'épuration des gaz présentent des risques potentiels de pollution du sol et de l'eau si les mesures nécessaires pour une revalorisation ou une mise en décharge appropriée n'ont pas été prises.

Dans les aciéries à haut fourneau et les aciéries à oxygène, ainsi que dans les ateliers de laminage et de forgeage, une importance particulière revient à la lutte contre le bruit et les vibrations. Dans les fonderies, on est en revanche confronté au problème des grandes quantités de déchets: sables usagés, débris de noyaux et laitier des cubilots.

Pour des raisons à la fois écologiques et économiques, les recherches se concentrent à l'échelle mondiale sur la mise au point de nouveaux procédés permettant de produire de l'acier à partir de charbon, en remplacement du coke, et d'employer principalement des blocs de minerai à la place des produits frittés ou des boulettes agglomérées. Ceci aurait l'avantage de faire disparaître les cokeries et les installations de frittage des usines métallurgiques et avec elles les rejets et autres nuisances habituelles. Des travaux de recherche et de développement sont consacrés par ailleurs au coulage des lingots à laminer dans des formats proches des produits finis.En raccourcissant la chaîne des opérations de production, il est possible de réduire les besoins en énergie et les quantités de résidus, de déchets et de rejets.

2. Effets sur l'environnement et mesures de protection

2.1 Installations de frittage/boulettage

Dans les installations de frittage, le minerai préparé et finement broyé est aggloméré pour pouvoir être employé dans les hauts fourneaux. On y recycle également des résidus de production contenant du fer. Le procédé de frittage représente une méthode classique de traitement des résidus, chutes et déchets des aciéries. La proportion des produits de récupération est limitée par leur teneur en zinc, car le zinc mélangé aux produits frittés provoque la formation de dépôts sur les parois du haut fourneau, qui entravent alors la circulation des gaz (air, oxygène).

Les installations de frittage engendrent les nuisances suivantes:

Gaz résiduaires et poussières avec substances susceptibles d'avoir des effets sur l'environnement:

SO₂, NO_x, CO₂, HF, HCl, As, Pb, Cd, Cu, Hg, Tl, Zn

Parmi ces éléments se retrouvant dans les poussières, dans la mesure où ils sont présents dans les matériaux de départ, les métaux lourds cadmium, mercure, arsenic et thallium sont ceux qui ont la plus grande incidence sur l'environnement. Le problème des émissions de métaux lourds anthropogènes n'est pas tant lié aux quantités globales rejetées, mais aux fortes concentrations locales. Les usines de l'industrie du fer et de l'acier comptent parmi celles qui engendrent les plus fortes immissions de métaux lourds dans l'air et le sol aux alentours de leur site d'implantation.

Dans les installations d'épuration des gaz - il s'agit en général d'électrofiltres - les poussières sont séparées et retournent dans le processus de frittage. En fonctionnement permanent, la teneur en poussières des gaz épurés se situe entre 75 et 100 mg/m³. Le recyclage continuel de ces poussières est susceptible de provoquer une accumulation de métaux lourds, par ex. de plomb, dans les poussières dégagées par les installations de frittage. Les poussières à forte teneur en plomb et en zinc devraient rejoindre le zinc et le plomb de récupération. En cas d'arrêt de la bande de frittage par suite d'un incident de fonctionnement, il faudra veiller à ce que l'installation d'épuration des gaz continue de fonctionner avec le meilleur taux de séparation possible. En plus du dispositif de dépoussiérage prévu pour la bande de frittage, les installations de frittage modernes disposent d'un système de dépoussiérage des locaux assurant l'épuration de l'air extrait des postes de reprise, des glissières et des broyeurs avec tamisage à chaud.

Selon la composition des produits utilisés, il y a dégagement de composés fluorés et chlorés, ainsi que d'anhydride sulfureux et d'oxydes d'azote. L'émission d'anhydride sulfureux peut être sensiblement réduite à condition d'utiliser du coke à faible teneur en soufre. En augmentant les quantités de chaux, il est également possible de réduire les quantités de polluants gazeux émis. Les substances à risques se retrouvent ainsi dans les poussières séparées. Si les conditions locales et les technologies mises en oeuvre s'opposent à l'application de ces mesures primaires, il est possible de recourir du moins à des installations de désulfuration par voie humide ; le cas échéant, certains des polluants à éliminer sont alors transférés dans les eaux usées. Compte-tenu des volumes importants d'effluents gazeux - jusqu'à 10 E 6 m³/h - la désulfurisation ne peut être que partielle. Il est donc recommandé de toujours donner la priorité aux mesures primaires (inhibition). La concentration en anhydride sulfureux dans les gaz épurés se situe autour de 500 mg/m³.

En ce qui concerne le bruit, on distingue les nuisances sonores au voisinage des établissements et les nuisances affectant les ouvriers à leur poste de travail. Les principales sources de bruit au sein d'une installation de frittage sont notamment les gros ventilateurs servant à l'aspiration de l'air à travers les gâteaux de frittage, au refroidissement du produit fritté et au dépoussiérage. Les postes de concassage/broyage et de criblage devraient être installés dans des bâtiments de construction massive, dont les murs limitent la propagation du bruit. Comme mesures de lutte contre le bruit, on retiendra les amortisseurs dans les conduites d'amenée et d'extraction de l'air, ainsi que le capotage des différents appareils. La mesure du niveau de puissance acoustique agissant sur l'environnement permet d'évaluer les bruits que les installations propagent à l'extérieur. Le niveau de puissance acoustique d'une source sonore est une grandeur indépendante de la distance ; pour les installations de frittage sans amortisseurs sur les conduites d'air, elle peut atteindre 133 dB(A) et avec amortisseurs 124 dB(A). Partant d'une très bonne conception acoustique des bâtiments et installations, il est possible de descendre jusqu'à env. 40 dB(A) à 1000 m des différentes sources sonores. Si cet objectif ne peut être atteint, le seul moyen restant pour protéger les zones d'habitation à proximité est la mise en place d'éléments empêchant la propagation du bruit, par ex. des écrans acoustiques. Les mesures pour la lutte contre le bruit devront donc être définies parallèlement à la phase d'étude de l'unité de production.

Les postes de travail peuvent être protégés par l'encoffrement et par l'installation séparée des sources principales de bruit. Le niveau acoustique habituel d'un atelier de frittage se situe entre 83 et 90 dB(A) ; on veillera au port des protections auditives, puisque au-dessus d'un niveau de pression acoustique de 85 dB(A) une exposition régulière entraîne de sérieuses lésions auditives. Le port de casques et de chaussures de sécurité fait également partie des mesures de prévention des accidents. Les ouvriers affectés à des postes de travail où ils sont particulièrement exposés aux poussières, gaz, au bruit et à la chaleur doivent bénéficier d'un suivi médical avec des examens préventifs réguliers.

Dans les installations de boulettage, les fines mélangées à de l'eau et des adjuvants sont agglomérés sous forme de boulettes qui sont ensuite cuites sur des grilles mobiles dans des fours spéciaux. Les effluents gazeux chargés de poussière sont épurés dans des installations de dépoussiérage - généralement des électrofiltres. La poussière filtrée est réintroduite dans le processus. Les installations de boulettage dégagent moins de poussières et de gaz que les installations de frittage. Contrairement au frittage, le boulettage est généralement effectué sur le lieu d'extraction du minerai.

2.2 Hauts-fourneaux

Le haut fourneau fonctionne sur le principe d'un échangeur continu à contre-courant que l'on charge par le haut par couches alternées de coke et d'un mélange de minerai + fondant, pour recueillir en bas de la fonte brute liquide et du laitier. De l'air chaud envoyé par le bas du haut fourneau traverse le lit de fusion à contre-courant. Les résidus employés sont des copeaux de métal et des battitures souillés d'huile ayant subi une agglomération.

Les rejets, résidus et déchets sont:

- Les gaz de gueulard, pouvant contenir des substances susceptibles d'avoir des répercussions sur l'environnement.

CO, CO₂, SO₂, NO_x, H₂S, HCN, CH₄, As, Cd, Hg, Pb, Tl, Zn

- Les poussières (sèches) recueillies dans l'installation d'épuration de ces gaz de gueulard, et qui présentent de fortes teneurs en fer (35 - 50%)
- Le laitier, avec comme composants principaux

SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO

- Les boues recueillies à l'épuration des effluents gazeux
- Les eaux usées provenant de l'épuration des effluents gazeux et contenant des cyanures, des phénols, de l'ammoniac.
- La poussière provenant du dépoussiérage des halls de coulée.

Les effluents gazeux du haut fourneau subissent une épuration préliminaire au moyen de bouteilles à poussières ou cyclones, puis une épuration secondaire à l'aide de laveurs à HP ou d'électrofiltres humides. Le taux final de poussières dans les gaz épurés est de l'ordre de 1 à 10 mg/m³.

Mais la conduite du haut fourneau comporte encore d'autres opérations productrices de poussières demandant à être captées et épurées, notamment la préparation du lit de fusion, la désulfuration de l'acier brut et la coulée.

Le dégagement de poussière (fumées brunes) dans l'atelier de coulée affecte non seulement le voisinage, mais constitue également une importante source de nuisances aux postes de travail. Des systèmes de dépoussiérage à grand rendement captant les gaz de procédé et les émissions au niveau du trou de coulée, des chenaux et des zones de transition et utilisant des électrofiltres horizontaux permettent de ramener les concentrations en poussière dans les gaz épurés à moins de 50 mg/m³ (meilleurs résultats obtenus 7 et 12 mg/m³ et taux d'émission de poussières entre 0,020 et 0,028 kg par tonne de fonte brute pour des hauts fourneaux d'un débit de 4000 et 6000 t/jour). En remplacement des méthodes traditionnelles de captage et d'épuration, on tente actuellement d'inhiber les fumées brunes par neutralisation à l'aide d'azote.

Pour ce qui est du dépoussiérage des postes de désulfurisation de la fonte, les concentrations en poussière dans les gaz épurés peuvent être réduites jusqu'à 50 mg/m³ grâce à des laveurs à courant radial ou des électrofiltres, que la désulfurisation se fasse au carbure de calcium ou au carbonate de sodium.

Les gaz de gueulard comportent en général 10 à 30, au maximum 60 g/m³ de poussière avec une proportion de 35 à 50% de fer, c'est-à-dire env. 30 à 80 kg/t de fonte produite, pour les installations les plus anciennes 50 à 130 kg/t. La poussière recueillie par voie sèche dans des séparateurs généralement multiétagés est envoyée vers l'installation de frittage où elle sera traitée pour pouvoir retourner dans le haut-fourneau.

Les boues de lavage des gaz de gueulard requièrent une mise en décharge notamment en raison de leur teneur en zinc et en plomb, sauf s'il est prévu un système de séparation spécial par hydrocyclones. Si les teneurs sont très élevées, les boues devraient être revalorisées dans des usines de production de métaux non ferreux. Le processus d'élaboration de la fonte dans les hauts fourneaux serait ainsi pratiquement exempt de résidus. La mise en décharge comporte un risque de lessivage et donc d'infiltration de Zn, de Pb et autres combinaisons de métaux lourds dans le sol et les nappes souterraines. Le sol de la décharge en question devra donc être imperméabilisé de façon durable et faire l'objet de contrôles réguliers ; l'eau de gravité devra être recueillie et traitée par voie chimique. Les exigences particulières liées à une telle décharge seront retenues dans les documents de planification du projet.

Le laitier se formant dans le haut-fourneau au cours du processus d'élaboration de la fonte représente environ 50% de l'ensemble des résidus de la production de fonte et d'acier. Ce laitier est en majeure partie employé aux travaux de voirie. Une partie du laitier liquide extrait du haut fourneau est granulé par refroidissement brutal en présence d'eau. Ce laitier granulé sert également à l'aménagement de routes. Il est en partie transformé en ciment Portland de fer et en ciment de haut fourneau ou de laitier. L'opération de granulation avec passage dans de l'eau froide dégage du monoxyde de carbone et du sulfure d'hydrogène. Les eaux usées ont un pH alcalin et contiennent de petites quantités de sulfure.

A l'emplacement des crassiers, les eaux d'infiltration présentent des teneurs importantes en sulfure dissous et un taux d'alcalinité élevé. Dans la mesure où celles-ci menacent la nappe phréatique, il faudra prévoir un système d'imperméabilisation des emplacements des crassiers et, le cas échéant, le traitement des eaux d'infiltration.

Les eaux usées proviennent du lavage des gaz de gueulard et du dépoussiérage humide effectué parallèlement. En règle générale, les eaux usées sont épurées dans des bassins de décantation et éventuellement sur des lits filtrants à gravier et circulent en circuit fermé. Elles sont chargées de matières en suspension (poussières) et entre autres de sulfure, cyanures, phénol et ammoniac sous forme dissoute. Pour l'élimination de ces trois derniers types de substances, on aura recours aux procédés de traitement physico-chimiques habituels.

En raison de la proportion élevée de monoxyde de carbone dans les gaz de gueulard, due à l'atmosphère réductrice régnant dans le haut fourneau, ces gaz sont utilisés comme combustible au sein des usines. Dans ces conditions, la formation de gaz carbonique et ses effets sur le climat sont incontournables.

En cas de teneurs trop élevées en anhydride sulfureux et en oxydes d'azote, le recours à une désulfuration et dénitration contribuera à réduire ces polluants gazeux.

Comme problème particulier au niveau des postes de travail, on retiendra les concentrations en monoxyde de carbone. En cas de défauts d'étanchéité sur les conduites de gaz de gueulard, les personnes travaillant à proximité du gueulard sont soumises à un risque d'intoxication pouvant entraîner la mort dans les cas graves. Pour les mêmes raisons, on veillera à mesurer régulièrement la concentration en CO et à porter les masques/respirateurs en cas de travaux de réparation et d'entretien sur les hauts fourneaux arrêtés ou sur les installations d'épuration des gaz.

Parmi les mesures de sécurité du travail dans le domaine du haut fourneau, on compte selon le poste de travail concerné: les vêtements réfractaires, les protections respiratoires et les protections auditives. Quant aux casques et aux chaussures de sécurité, leur port est de rigueur dans toute l'enceinte de l'usine.

Dans le cas des hauts-fourneaux, les bruits émis sont dus principalement aux soufflantes envoyant l'air de combustion, aux opérations de chargement du four ainsi qu'à la détente se produisant lors du passage de la marche au vent à la marche au gaz. Pour limiter les émissions sonores, on pourra prévoir des amortisseurs, le capotage du gueulard, l'encoffrement de toutes les vannes, par ex. ainsi que des écrans acoustiques. Le niveau de puissance acoustique de tout le complexe du haut fourneau se situe entre 110 et 125 dB(A) ; à proximité immédiate des équipements, le niveau peut se situer entre 75 et 80 dB(A). Les possibilités de réduction des émissions sonores devraient être examinées dès la phase d'étude du haut-fourneau. Le degré d'efficacité des dispositifs de lutte contre le bruit pourra être déterminé à l'avance, en faisant intervenir un facteur de pondération correspondant aux sources d'émission concernées (équipement et opérations effectuées). On commencera de préférence par l'isolation ou l'élimination des sources de bruit et opérations bruyantes apparaissant périodiquement.

2.3 Installations de réduction directe

Les installations de réduction directe se fondent sur des techniques très diverses, par ex. les fours à cuve assez voisins du haut fourneau ou les fours rotatifs. Dans le cas des fours à cuve, le gaz de gueulard est enrichi, après lavage, par du gaz naturel et employé aux fins du chauffage ; dans le deuxième cas, le gaz n'est pas valorisé, sauf en présence d'une aciérie ou d'un atelier de laminage adjacent. Dans ce dernier cas, la combustion du gaz devrait être prescrite si son taux de CO est suffisamment élevé. Le flux de gaz résiduaires est épuré au moyen de séparateurs à effet de masse complétés en aval par des filtres à tissu. Selon le taux de soufre du charbon employé, le procédé de réduction au charbon peut entraîner l'émission d'anhydride sulfureux.

2.4 Production d'acier brut (affinage)

L'affinage consiste à éliminer une grande partie du carbone contenu dans la fonte, de même que les substances telles le silicium, le phosphore, le soufre, qui altéreraient les qualités de l'acier obtenu. Au cours de l'affinage, ces substances sont éliminées sous forme de gaz ou scorifiées. Les aciéries émettent les éléments suivants:
- Effluents gazeux comportant des substances susceptibles d'avoir des effets sur l'environnement:

CO, NO_x, SO₂, F, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Si, Tl, V, Zn

Selon le procédé mis en oeuvre, il se forme également de l'ammoniac, du phénol, de l'hydrogène sulfuré et des composés cyanurés

- Poussières provenant de l'épuration des effluents gazeux
- Laitier.

Dans les aciéries, le dégagement de poussière est dû essentiellement au soufflage du vent (oxygène) nécessaire pour l'oxydation. Le taux de matières solides dans les effluents gazeux des convertisseurs à oxygène varie entre 5 et 50 g/m³. Ces effluents contiennent des produits d'évaporation des oxydes de fer et d'oxydation initiale en fine dispersion (fumées brunes), mais aussi des composés soufrés, fluorés, des composés du phosphore ainsi que du tétrafluorure de silicium, lorsque l'on emploie du fondant.

Les quantités de poussières produites se situent à env.

- 2 à 5 kg par tonne d'acier brut pour les fours électriques.
- 5 à 10 kg par tonne d'acier brut pour les convertisseurs à soufflage par le fond (procédé OBM)
- 15 à 20 kg par tonne d'acier brut pour les convertisseurs à soufflage par dessus (procédé LD ou LDAC)

En cas d'addition de fondant, il se forme, outre le monoxyde de carbone, des composés fluorés anorganiques ainsi que de petites quantités d'anhydride sulfureux et d'oxydes d'azote, la formation d'oxydes d'azote étant nettement plus élevée pour les fours électriques que pour les convertisseurs à soufflage.

Pour le captage et l'épuration des gaz de procédé s'échappant du convertisseur, il existe des solutions techniques éprouvées. Une hotte abaissable ou montée à demeure au-dessus du convertisseur limite efficacement la pénétration d'air indésirable ou l'échappement des gaz du convertisseur. Les gaz subissent ensuite un dépoussiérage sec ou humide. Le dépoussiérage humide est biétagé et se présente comme la combinaison d'un laveur et d'un électrofiltre humide. Pour le dépoussiérage par voie sèche, on emploie des électrofiltres secs résistant à des pressions internes jusqu'à 2 bar (risques de déflagration). Les gaz épurés présentent des concentrations en poussières inférieures à 50 mg/m³ et des concentrations en anhydride sulfureux inférieures à 500 mg/m³. Il n'est pas possible de limiter en permanence les teneurs en oxydes d'azote à moins de 400 mg/m³. L'entretien des dispositifs de séparation est un aspect très important si l'on veut assurer continuellement un taux de séparation suffisant. Le dépoussiérage par voie sèche a pour avantage de se prêter à la récupération de la poussière, qui retourne au convertisseur après briquetage avec cuisson.

Les opérations de transvasement, chargement et de mélange des produits sont à l'origine d'une émission diffuse de poussières, qui peut constituer une nuisance sérieuse au voisinage des usines. Les installations de captage des effluents gazeux, assurant un taux de rétention d'env. 90% avec un dispositif de séparation en aval fonctionnant sur la base de filtres à tissu ou d'électrofiltres horizontaux, permettent de limiter à 10 mg/m³ la teneur en poussière des gaz épurés.

Si l'on envisage l'emploi d'un système de commande et de régulation adapté au procédé afin de réduire les effluents gazeux, il faudra s'assurer au préalable que le système répond bien à toutes les exigences requises en ce qui concerne sa robustesse, les possibilités de détection des erreurs et la facilité de maintenance.

Le captage des effluents gazeux étant problématique dans le cas de fours Siemens-Martin, on leur préférera les fours électriques ou on les remplacera par des fours électriques le cas échéant. Pour les fours électriques servant à l'élaboration d'aciers spéciaux, les poussières dégagées comportent notamment, outre du plomb et du zinc, du chrome, du nickel et du vanadium. Certains composés chromés sous forme de poussières inhalables se sont avérés carcinogènes.

Afin de parvenir à un taux de 95% pour le captage des effluents gazeux sur les fours électriques lors du chargement, de la fusion et de la coulée, l'équipement doit être entièrement mis sous caisson. La séparation des poussières s'obtient au moyen de filtres à tissu permettant d'abaisser les concentrations dans les gaz épurés en dessous de 20 mg/m³.

La marche d'un convertisseur s'accompagne d'un dégagement de grandes quantités de monoxyde de carbone, qui devraient être brûlés soit dans une torchère, soit dans une chaudière avec conversion d'énergie, afin d'éviter une pollution trop importante de l'air. Bien que les quantités émises sembleraient très faibles autant qu'on puisse en juger actuellement, la valorisation des ferrailles dans les aciéries électriques compte également parmi les sources d'émission de Dibenzodioxines polyhalogénés et de Dibenzofuranes. De grandes quantités de ferrailles contaminées par des composés halogénés et des conditions d'exploitation propices à la formation de ces substances sont à l'origine de ces émissions. Les premiers examens sur la base d'échantillons ponctuels ont révélé des concentrations de l'ordre du nanogramme. Un programme de mesure plus exhaustif est en cours de préparation. Actuellement, un des meilleurs moyens de limiter au maximum l'émission de substances carcinogènes est de sélectionner et de trier soigneusement les ferrailles employées. Des procédés pour la séparation des dioxines et furanes en sont au stade du développement. Actuellement encore au stade expérimental, la technologie des filtres à adsorption à base de charbon actif (avec les possibilités d'évacuation qui s'y rattachent) s'annonce prometteuse et mérite d'être suivie attentivement.

Les eaux usées en provenance du dépoussiérage humide sont épurées au moyen d'hydrocyclones ou dans des décanteurs et remises en circulation. Les boues séparées sont déshydratées dans des filtres sous vide à tambour et renvoyées dans le haut fourneau après passage dans les installations de frittage. Pour la récupération des boues, on tiendra compte de leur teneur en zinc. Le laitier obtenu comme sous-produit dans les aciéries est transformé en engrais ou traité pour pouvoir être employé à l'aménagement de routes.

Dans les aciéries à oxygène, les puissants ventilateurs et les installations de dépoussiérage constituent des sources de bruit intense. Dans le cas des fours électriques, ce sont l'arc et le transformateur. Le niveau de puissance acoustique dans les aciéries électriques dépourvues de moyens de lutte contre le bruit se situe entre 117 et 132 dB(A) contre env. 100 dB(A) pour les aciéries disposant de tels moyens.

Comme mesures envisageables pour la réduction des émissions sonores, on peut citer:

- les mesures concernant l'arc ;
- la réduction des ouvertures sur la coque du four ;
- le capotage du four ;
- la séparation acoustique entre l'atelier abritant le four et les ateliers adjacents ;
- le renforcement de l'isolation acoustique des murs d'atelier ;
- les amortisseurs sur les orifices d'entrée et d'évacuation de l'air ;
- la marche ralentie des ventilateurs de refroidissement d'air ;
- la mise sous caisson des différentes unités fonctionnelles ;
- les précautions pour éviter les chutes de ferraille lors des opérations de chargement et de manutention.

Lors des opérations de fusion, en particulier lorsque les ferrailles sont mouillées, les pointes de bruit peuvent être très élevées. Les installations modernes pratiquement entièrement automatisées comportent des postes de commande pouvant être protégés efficacement contre le bruit. Les mesures de prévention évoquées au point 2.2 s'appliquent également aux postes de travail des aciéries.

2.5 Mise en forme de l'acier

Dans les ateliers de laminage à chaud, la transformation (mise en forme) de l'acier brut en acier laminé produit les émissions et résidus suivants:

- battitures avec traces d'huile ;
- gaz résiduaires des fours ;
- eaux usées chargées d'huile ;
- eaux usées en provenance du poste d'épuration des gaz résiduaires.

La production de tôle d'acier s'accompagne des émissions et résidus suivants .

- eaux usées chargées d'huile ;
- effluents gazeux des bains de décapage ;
- décapants usés ;
- acide sulfurique et acide chlorhydrique ou
- acide nitrique et acide fluorhydrique ;
- mélanges.

Dans les laminoirs à chaud, les résidus les plus importants du point de vue quantité sont les battitures. Elles sont produites à raison de 20 à 70 kg par tonne de produit fini. Les battitures sont constituées en majeure partie d'oxyde de fer (70 à 75) et peuvent donc servir dans les hauts fourneaux. Les portions trop fines doivent subir auparavant un frittage ou un boulettage. Pour enlever l'huile des battitures, on a recours à la cuisson ou à un lavage alcalin. Les battitures souillées d'huile ne devraient pas être mises en décharge afin d'éviter une contamination du sous-sol.

Les eaux usées d'un atelier d'un laminoir à chaud sont dues

- au transport du mélange battitures-eau jusqu'à l'installation d'épuration,
- au lavage alcalin des battitures huileuses

Le mélange battitures-eau est séparé dans des décanteurs et des filtres à graviers (avec éventuellement addition de floculants). Les huiles et les graisses qui surnagent sont éliminées par raclage. Les battitures décantées ou filtrées sont déshydratées et dirigées vers l'installation de frittage. Après épuration, les eaux usées sont remises en circuit.

Les eaux de lavage alcalines contiennent une émulsion huileuse nécessitant un fractionnement au moyen de produits chimiques. Après ce traitement, l'eau contient encore des résidus d'huile et de produits chimiques. Elle devrait être dirigée vers une station d'épuration biologique. L'huile recueillie peut être traitée et être éventuellement réutilisée dans l'atelier de laminage.

Dans les ateliers de laminage à froid, les tôles d'acier sont préalablement débarrassées de leur couche d'oxydes dans un bain de décapage. Ainsi, le laminage à froid proprement dit ne produit aucun déchet solide (battitures).

Ici, les eaux usées sont des eaux chargées d'huile de laminage (huiles minérales/huile de palme) et les bains usagés du décapage. Avant étamage ou galvanisation, les tôles laminées sont encore une fois décapées à l'acide et dégraissées par voie électrolytique.

Les exigences quant au degré d'épuration des eaux usées des ateliers de laminage dépendent du mode et du taux de réutilisation prévus ainsi que de la qualité des eaux réceptrices. Les paramètres de l'effluent doivent être contrôlés régulièrement.

Les émulsions huile-eau issues du procédé de laminage à froid nécessitent un traitement chimique (floculation à l'aide de sels de fer et de chaux). Les boues huileuses devraient être incinérées, la cendre dirigée vers l'installation de frittage. L'huile extraite de l'émulsion peut être employée à des graissages de second ordre.

Pour l'évacuation ou la valorisation des émulsions, des mélanges de produits à base d'huile minérale et des boues chargées d'huiles minérales, l'établissement de pièces justificatives devrait être prescrit afin d'éviter toute infiltration indésirable dans le sous-sol et dans les eaux souterraines.

Les décapants usagés contiennent principalement des sels de fer qui peuvent être séparés et vendus (fabrication de pigments, agents de précipitation pour processus d'épuration, fabrication d'acide sulfurique). Le produit restant doit être neutralisé au lait de chaux. Les boues d'hydroxydes résultant de cette opération sont épandues sur des lits de séchage ou, de préférence, déshydratés dans des filtres-presses. Avant toute mise en décharge définitive, on vérifiera si les résidus présentent un risque de lessivage et s'ils possèdent une stabilité suffisante. Si la teneur en particules solides est supérieure à 40%, ces résidus devraient être envoyés à l'installation de frittage en vue de leur réutilisation.

Les eaux de rinçage acides issues du décapage doivent être neutralisées et les flocs des boues d'hydroxydes séparés dans des décanteurs. Les eaux épurées peuvent être recyclées (neutralisation à l'acide nécessaire). La décharge prévue devrait être adaptée à ce type de boues et imperméabilisée.

L'élimination des brouillards d'huile dans les ateliers de laminage est obtenue par captage au moyen d'une hotte spéciale et par séparation à l'aide d'une combinaison de séparateur mécanique et d'électrofiltre en aval.

Le niveau de puissance acoustique des laminoirs à chaud et à froid se situe entre 95 et 110 dB(A). A 5 m d'un train de laminage pour profilés ouvert, il s'élève à 106 dB(A) et à 124 dB(A) maximum dans le cas d'un laminoir à tubes.

Pour lutter contre le bruit sur les lieux de travail, l'installation est pratiquement entièrement automatisée et équipée des postes de commande adéquats, qui se prêtent facilement à une isolation acoustique. Les protections individuelles auditives sont de rigueur aux postes de travail très bruyants.

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