Oerlikon Leybold Vacuum obtient le certificat ATEX pour les systèmes de vide du dégazage de l’acier

Ces dernières décennies, la demande d'aciers raffinés de meilleure qualité a augmenté de façon régulière. Dans le même temps, les aciéries sont soumises à des pressions croissantes pour concevoir des processus plus écoénergétiques et réduire considérablement les émissions de CO2.

Les aciers de catégorie supérieure exigés, par ex. par l’industrie automobile ou aérospatiale, requièrent un traitement supplémentaire dans le cadre du processus métallurgique secondaire, souvent réalisé sous vide. Le dégazage, notamment celui par injection d’oxygène, comme avec les méthodes DOV et RH-OB, produit des gaz potentiellement explosifs. Les composants d'aspiration et l’équipement certifiés ATEX permettent d'avoir des solutions sûres et rentables pour les solutions d'aspiration mécanique.

« Les normes internationales actuelles pour les systèmes de vide mécaniques s'appuient sur la dernière génération de pompes à vide Roots et de pompes à vide à vis sèches. La sélection de ces solutions modernes de pompage mécanique offre également des possibilités de contrôle exceptionnelles des processus, et utilise une conception très fiable permettant aux pompes de survivre dans l’environnement difficile des aciéries. En installant des pompes standards dans des configurations variées, même exigences les plus strictes en matière d'aspiration peuvent être satisfaites à des prix compétitifs, tout en ciblant des normes de sécurité élevées » a expliqué Uwe Zoellig, Directeur général du secteur d'activité de l’industrie des processus.

Tous les processus de dégazage de l'acier sous vide génèrent des gaz et des vapeurs potentiellement dangereux. La surface en acier dégage essentiellement du CO et de l’H2, ainsi que des vapeurs de métaux volatiles. Les vapeurs de métaux et d’oxyde métallique se condensent partiellement sur les éléments froids de l’usine et créent une fine poussière. Cette poussière doit être séparée efficacement dans des filtres à sac spéciaux, des cyclones et des contenants et, par conséquent, n'atteint pas les pompes à vide.

La protection contre l’explosion dans les installations sous vide, en particulier celles produisant de grandes quantités de CO en utilisant de l’oxygène pour la décarburation, a été assurée jusqu’à présent par des soupapes de surpression au niveau des cuves réactionnelles métallurgiques, des dispositifs d’alarme pour les fuites d’eau, des capteurs de pression et de température ainsi que la ventilation d'urgence avec de l’azote.

Grâce à l’introduction de pompes à vide mécaniques, des installations efficaces pour le refroidissement au gaz et la séparation de la poussière sont devenues nécessaires.

Pendant un processus type de dégazage de l'acier, des carburants potentiellement inflammables tels que du CO ou de l’H2 sont produits, mais l'apparence de ces gaz ne constitue pas un danger à elle seule. Le mélange gazeux devient dangereux uniquement si le gaz est mélangé à la bonne concentration d’oxygène. Par conséquent, l’oxygène constitue une menace assez importante lors de l'évaluation des risques d’explosion. Toutefois, l’oxygène ne peut être éliminé étant donné que les fuites ne peuvent être complètement exclues, et l'utilisation d’oxygène est obligatoire pour certains processus de fabrication. Cependant, l’utilisateur devrait réduire l’introduction d’oxygène au minimum. C’est pour cela que l'utilisation de pompes à vide primaires devant être refroidies par l'introduction de grandes quantités d’air ambiant (refroidissement par soufflage d'air) n’est pas recommandée, étant donné que cet air supplémentaire augmentera les risques d'accumulation d'un mélange de gaz explosifs.

Aujourd’hui, les pompes à vide mécaniques standards satisfont déjà des exigences élevées en matière de sécurité.

Toutefois, en cas de doute concernant l’inflammabilité de mélanges de gaz devant être traités par les systèmes de pompage, l’utilisateur devra réaliser une analyse des risques des différentes parties de l’usine pour définir les zones concernées de protection contre l’explosion. Cela entraînera très vraisemblablement la définition d'une Zone d’explosion 1 pour la partie interne du système de vide. Dans le cadre de cette évaluation, les composants avec un certificat ATEX de Catégorie 2 (intérieur) pour les gaz peuvent être une solution de facilité. Ainsi, l’utilisateur peut atteindre des normes de sécurité optimales pour ses employés avec des dépenses d'investissement relativement faibles.

Les mêmes considérations sont valables pour tous les processus sous vide à décarburation forcée tels que DV-OB et RH-OB, ou pour des processus à décarburation naturelle tels que les processus VCD ainsi que le dégazage sous vide de catégories d'acier totalement calme en présence de laitier réactif, notamment en lien avec des taux de fuite plus élevés.

La composition des effluents gazeux et le moment d'apparition de mélanges inflammables sont très différents dans le cadre de ces processus.

Les solutions d'aspiration ATEX d’Oerlikon Leybold Vacuum comprennent des pompes et des composants conformes à la spécification ATEX Cat 2 (i) G IIC T2. Cet équipement peut être combiné en systèmes de vide certifiés ATEX. Pour répondre aux exigences, un contrôle supplémentaire du refroidissement au gaz et de la température entre les pompes est fourni pour empêcher que les températures du gaz soit supérieures aux limites définies. En outre, toutes les pompes sont contrôlées et surveillées par un convertisseur de fréquence spécifiquement programmé.

Concernant le système de pompe à vide, des sources d'inflammation potentielles telles que la surchauffe ou le chargement électrostatique doivent être prises en compte et seront obtenues avec l'attention habituelle lors de la conception et de la fabrication des pompes certifiées ATEX. Notamment, les pompes doivent être protégées efficacement contre la surcharge due à des différences de pression trop élevées afin d'éviter les températures excessives.

Cela est valable pour tous les points de fonctionnement possibles en commençant par des pressions d'aspiration élevées, puis en appliquant des pressions de fonctionnement moyennes, devant être maintenues plus longtemps comme, par exemple, pendant une évacuation différée au cours du processus DV ou pendant la phase de soufflage d’oxygène dans le cadre du processus DOV, jusqu’aux pressions finales les plus basses possibles avec des taux de compression élevés.

Des produits efficaces seuls ne garantissent pas un fonctionnement sans accrocs du dégazeur. Les erreurs des utilisateurs peuvent se produire avec une conception de système insuffisante. Le fournisseur de pompes à vide doit pouvoir combiner les produits uniques en une solution intelligente clés en main afin de garantir la satisfaction des utilisateurs. Les solutions d'aspiration modernes et très performantes d’Oerlikon Leybold Vacuum comprennent deux modèles différents de pompes standards uniquement, combinées en systèmes de vide à trois étages. Ces conceptions à trois étages permettent une vitesse d'aspiration optimale associée à la consommation énergétique la plus faible.