Phases de la conception et de la construction d'une aciérie

Phases de la conception et de la construction d'une aciérie

  L'aciérie est un projet à forte intensité de capital et nécessite beaucoup de temps pour sa construction et sa mise en service. Une autre aciérie doit fonctionner pendant un très grand nombre d'années après sa mise en service et pendant cette période, l'aciérie doit faire face aux changements de l'environnement d'exploitation. Par conséquent, une prise de décision appropriée est de la plus haute importance au cours des différentes phases de la centrale jusqu'à la mise en service. Toute décision erronée lors de la phase de mise en œuvre peut créer de nombreux problèmes pour le personnel d'exploitation et ils doivent vivre avec le problème tout au long de la vie de la centrale. Les différentes phases de la conception d'une aciérie et les décisions nécessaires au cours de ces phases sont décrites ici.

Sélection de la gamme de produits

Une aciérie est mise en place pour produire certains produits sidérurgiques primaires qui sont requis par les clients. Lors de la production de produits sidérurgiques primaires, certains produits secondaires et sous-produits sont également fabriqués et destinés à être vendus. La sélection de la gamme de produits est un processus décisionnel très important puisque la sélection de la technologie et du processus de production dans l'usine dépend de la gamme de produits. Les critères de sélection de la gamme de produits comprennent l'étude de marché, les projections de la demande future par des agences fiables et les politiques et projections gouvernementales, etc. Un autre critère important pour la sélection de la gamme de produits est le type de marché que l'usine doit desservir après la mise en service. Le marché peut être (i) un usage captif, (ii) un marché local, (iii) un marché national, (iv) un marché d'exportation, ou (v) tous.

Sélection du site et acquisition du terrain

Une fois le mélange de produits gelé, l'étape suivante est la sélection du site pour l'aciérie. La sélection d'un site approprié est une activité très critique puisque l'investissement est très important et qu'il influence beaucoup les économies de la région. C'est une décision stratégique qui ne peut être changée une fois prise. Les changements de site sélectionnés ne peuvent se faire qu'avec une perte considérable de temps et d'argent. Normalement, la sélection finale du site se fait après avoir évalué plusieurs sites. Les détails des activités de sélection de site sont décrits dans l'article    http://www.ispatguru.com/site-selection-activity-for-a-greenfield-steel-plant/.

Le terrain pour l'usine doit être acquis sur le site choisi. En plus du terrain nécessaire pour l'usine et les installations, le terrain à acquérir devrait inclure (i) le terrain nécessaire pour la ceinture verte selon la norme qui est actuellement de 33 % du terrain nécessaire pour l'usine et les installations, (ii) terrains nécessaires pour les abords routiers et ferroviaires de l'usine, (iii) terrains nécessaires pour la ligne HT entrante, (iv) terrains nécessaires pour les installations de réception de l'eau dans l'usine, et (v) terrains nécessaires pour fournir des logements à un certain pourcentage d'employés.

Rapport de faisabilité

La préparation du rapport de faisabilité (FR) est la prochaine étape. Le rapport de faisabilité peut être un bref rapport de faisabilité parfois appelé note technique, rapport de faisabilité détaillé (DFR) ou rapport de faisabilité technico-économique (TEFR). Plus tôt après le rapport de faisabilité, il était d'usage de préparer un rapport de projet détaillé (RMR). Cependant, le DPR n'est pas fait de nos jours.

Le TEFR est le document le plus important puisqu'il est la base de tous les travaux futurs. Il est important que le TEFR soit préparé avec beaucoup d'attention et avec une grande précision. Le TEFR est nécessaire à l'institution financière dans le but de financer le projet. Le TEFR contient les aspects suivants du projet.

• Scénario général
• Mélange de produits pour l'usine contenant à la fois les produits primaires, secondaires et les sous-produits
• Sélection de la technologie et du procédé pour l'usine
• Bilan matières pour l'usine et élaboration d'un organigramme de processus pour l'ensemble de l'usine
• Détermination des besoins en matières premières, leurs spécifications ainsi que la description de leur réception et de leur manipulation dans l'usine.
• Finalisation de l'aménagement général de l'usine. Ceci est décrit plus en détail dans l'article http://www.ispatguru.com/considerations-in-general-layout-of-a-steel-plant/
• Détails préliminaires des processus et équipements de l'usine et élaboration d'agencements préliminaires de l'atelier
• Détails préliminaires des processus et équipements auxiliaires de l'usine et développement des agencements préliminaires de l'atelier. Un agencement typique d'atelier pour une usine de séparation d'air est illustré à la figure 1.
• Détermination des besoins en électricité, eau, carburant et services publics et installations de leurs réceptions, manutention et stockage.
• Bilan gaz, électricité et eau pour l'usine
• Description de la logistique interne de l'usine
• Détermination des besoins en main-d'œuvre de l'usine tant pour la phase de construction que pour la phase d'exploitation et recommandations pour leurs plans de placement.
• Projection des besoins en matériaux de construction pour l'usine
• La construction de l'usine est planifiée avec suffisamment de détails.
• Calculer les coûts du projet et les coûts d'exploitation
• Travailler sur la rentabilité de l'usine et le TRI (taux de rendement interne) sur une période donnée

Fig 1 Aménagement typique d'un atelier pour une usine de séparation d'air

  Activités postérieures au rapport de faisabilité

  Après la préparation du TEFR, plusieurs activités doivent être achevées avant le début des activités d'ingénierie détaillée et de construction de la centrale. Ceux-ci sont donnés ci-dessous.

• Une fois accepté par les propriétaires de l'usine, le TEFR est soumis aux institutions financières dans le but d'immobiliser les fonds nécessaires à la construction et à la mise en service de l'aciérie.
• La tâche de l'autorisation environnementale (CE) pour l'usine est confiée à une agence autorisée. L'autorisation environnementale prend du temps et les travaux doivent commencer le plus tôt possible. Les travaux sur l'EC peuvent commencer à mi-parcours de la préparation du TEFR. Les étapes importantes pour la CE comprennent la détermination de la portée, l'audience publique, le NOC (certificat de non-objection) des autorités locales de contrôle de la pollution, la préparation d'une étude d'impact sur l'environnement (EIE) et d'un rapport sur le plan de gestion de l'environnement (PGE) conformément aux normes et sa soumission aux autorités, et la défense du rapport devant les autorités. La préparation des rapports d'EIE et de PGE prend du temps car le rapport doit être basé sur les données de terrain réelles recueillies sur le site de l'usine par l'agence qui prépare le rapport. Les activités de construction sur le site ne peuvent commencer qu'après réception de l'EC des autorités.
• L'attribution de l'électricité et de l'eau par les agences d'État, tant pour la construction que pour l'exploitation, doit être liée.
• Le gouvernement doit être approché pour l'attribution des mines et jusqu'à ce que ce soit fait, un protocole d'entente doit être conclu avec les principaux fournisseurs de matières premières pour assurer la sécurité des approvisionnements en matières premières.
• Les approbations de diverses autres autorités de réglementation telles que l'inspection des usines, les chemins de fer pour le mouvement des matières premières et des produits finis, l'inspection du travail et l'inspecteur de l'électricité, etc. doivent être obtenues.
• Relevé du terrain sur le site et nivellement du site
• Recrutement de main-d'œuvre de construction
• Construction d'un mur d'enceinte et de postes de sécurité sur le terrain
• Réaliser les travaux habilitants qui comprennent la construction de la route d'accès et de la voie ferrée d'accès, les installations pour l'électricité et l'eau de construction, les installations de communication pendant la construction, les magasins de construction, les bureaux de construction et les cantines, la construction d'un centre de premiers secours, la fourniture d'incendie des installations de combat, des colonies temporaires pour les employés de la construction, la construction d'une usine de préparation du béton et l'achat d'équipements mobiles et de transport nécessaires à la construction, etc.
• L'organisation doit développer un département d'archives de dessins afin que tous les dessins et documents reçus dans l'usine soient systématiquement conservés et remis aux consultants et entrepreneurs en cas de besoin. À des fins d'enregistrement, une copie "à ne pas publier" et une copie à des fins de référence doivent toujours être conservées dans les archives.

Commande d'installations et d'équipements

L'activité de commande de l'installation et de l'équipement peut commencer immédiatement après le démarrage de l'activité de dépollution de l'environnement. Cependant, les commandes effectives doivent être passées lorsqu'il y a suffisamment de progrès par rapport à la CE. Pour la commande, l'installation complète doit être divisée en plusieurs lots. Le nombre de colis ne doit pas être trop élevé car le grand nombre de colis nécessite une installation plus importante dans l'usine dont l'utilité ne sera plus là une fois l'usine mise en service. L'usine et l'équipement peuvent être commandés soit sur une base clé en main complète, soit sur une base partiellement clé en main, les travaux de génie civil, les structures de construction et les activités de montage d'équipement étant exclus. Un cadre de l'organisation doit être responsable de l'ensemble de chaque paquet. Cet exécutif est chargé de coordonner toutes les activités concernant le colis au sein de l'organisation et avec le fournisseur. Les activités suivantes sont impliquées dans le processus de commande d'installations et d'équipements.

• Préparation des spécifications générales standard (GSS) qui sont communes à l'ensemble de l'usine et font partie de toutes les demandes d'appel d'offres.
• Préparation du cahier des charges de l'appel d'offres. Chaque cahier des charges doit comporter quatre parties, à savoir (i) les spécifications techniques, (ii) les spécifications commerciales, (iii) la liste des normes applicables et (iv) les GSS.
• L'invitation à l'appel d'offres ainsi que les quatre spécifications doivent être envoyées aux parties présélectionnées sélectionnées. Afin d'obtenir uniquement les offres utiles, un processus d'appel d'offres normalement limité est adopté.
• Réception des offres
• Évaluation des offres. Les offres doivent être évaluées par une équipe de cadres couvrant toutes les disciplines incluses dans le cahier des charges.
• Négociation avec la partie sélectionnée
• Approbation de la négociation et passation de la commande

Activités d'ingénierie post-commande

Voici les activités d'ingénierie post-commande.

• Après réception de la commande, le fournisseur met à jour l'aménagement du magasin, la partie pertinente de l'aménagement général, le calendrier de livraison et de construction et les fige lors de la réunion de lancement avec l'organisation et son consultant. Au cours de cette réunion, les conditions des points de prise en charge de l'électricité, de l'eau, des services publics et des carburants doivent être gelées.
• Le fournisseur fournit les données de rétroaction pour les dessins de construction civile et structurelle à préparer par un consultant ou fournit les dessins de construction civile et structurelle conformément aux conditions du contrat.
• Les quantités pour les travaux de génie civil et de structure sont estimées et l'entrepreneur pour les travaux de génie civil et de structure est fixé pour effectuer le travail.
• Étant donné que les travaux de génie civil sont importants, une ou deux usines de préparation du béton doivent être construites et mises en service sur le site de l'usine.
• L'action d'approvisionnement pour le ciment, les barres d'acier de renfort, les profilés en acier, les tôles pour la toiture et les murs latéraux, le sable et les copeaux de pierre doit commencer et un stock sûr de ces matériaux doit être maintenu dans les magasins pour assurer la continuité des travaux de construction .
• Les travaux de génie civil commencent. La perturbation des travaux de génie civil pendant la mousson doit être gardée à l'esprit lors de la planification des travaux de génie civil.
• La fabrication des structures du bâtiment doit commencer afin que les structures du bâtiment soient prêtes au moment où leurs fondations sont prêtes.
• Listes des équipements, pièces de rechange de mise en service, consommables et pièces de fonctionnement, schémas d'agencement général (GA), spécifications des principaux équipements, schémas de tuyauterie et d'instrumentation (P&I), schémas de principe pour l'eau, les services publics et la vapeur, philosophie et schéma de contrôle , et les schémas unifilaires pour l'alimentation doivent être soumis par le fournisseur pour approbation par l'organisation ou par le consultant de l'organisation.
• Le manuel de montage de l'équipement doit être fourni bien avant le début du montage.
• Les dessins de fabrication ainsi que les spécifications détaillées pour l'approvisionnement des pièces de rechange à rotation rapide et des pièces de fonctionnement ainsi que les listes des pièces de rechange de deux ans et des pièces de rechange d'assurance doivent être soumis par le fournisseur afin que l'organisation puisse prendre des mesures pour l'action d'approvisionnement de ces articles bien à temps.
• Les grues et les équipements de manutention doivent être montés bien à temps afin que l'équipement de l'atelier puisse être monté par des installations permanentes dans la mesure du possible.
• Les fournitures d'équipements doivent être réglementées de telle manière qu'elles puissent être placées immédiatement sur les fondations une fois qu'elles sont reçues dans l'usine. D'autres instructions de manipulation sont de parvenir à l'usine à l'avance pour les équipements qui sont sensibles aux dommages lors de la manipulation.
• Le montage de l'équipement doit être effectué par l'entrepreneur de montage sous la supervision des représentants du fournisseur.
• Pour éviter les accidents pendant les activités de construction et de montage, les normes de sécurité de la construction et les normes de sécurité incendie doivent être strictement respectées.
• Les activités du fournisseur et des différents sous-traitants doivent être surveillées régulièrement. Il doit y avoir des réunions d'examen régulières avec toutes les préoccupations afin de coordonner étroitement toutes les activités de toutes les agences de travail et de prendre des mesures correctives si nécessaire pour assurer une progression uniforme des travaux selon le calendrier sur tous les fronts.
• Au fur et à mesure de l'avancement des activités d'ingénierie, des révisions de l'agencement général et des agencements d'ateliers ont lieu de manière continue, pour lesquelles il est nécessaire qu'un agencement principal soit maintenu pour éviter toute confusion concernant la révision valide pour l'agencement.

Activités de mise en service

Voici les aspects importants lors des activités de mise en service.

• Les activités de mise en service doivent commencer une fois le montage terminé et un protocole est signé à cet effet par toutes les parties concernées.
• Les manuels de mise en service et d'utilisation doivent être reçus bien avant le début des activités de mise en service.
• Tout le personnel d'exploitation doit être disponible à son poste après avoir suivi une formation appropriée pour le travail.
• Toutes les pièces détachées de mise en service, les pièces de fonctionnement et les consommables sont disponibles sur le site.
• Il est souhaitable que des approvisionnements permanents en eau et en électricité soient disponibles.
• Les matières premières nécessaires au fonctionnement des installations ont été achetées et sont disponibles dans la zone de stockage des matières premières.
• Les activités de mise en service doivent être effectuées dans l'ordre. Les installations auxiliaires nécessaires au fonctionnement des unités principales doivent être mises en service et stabilisées avant la mise en service des unités principales.
• La charge des lignes doit être effectuée avant le début des activités de mise en service.
• Les activités de mise en service doivent être effectuées sous la supervision des représentants de la mise en service du fournisseur.
• Les activités de mise en service commencent par le test à vide pendant la période de temps recommandée pour les unités individuelles. Après élimination des défauts constatés lors du test à vide des unités individuelles, un test à vide intégré doit être effectué pendant la période de temps recommandée. Les défauts constatés lors du test à vide intégré, sont à rectifier.
• Une fois les activités de mise en service terminées, un protocole doit être signé.
• La réception des matériaux dans les bacs de stockage doit être effectuée.
• Pendant les activités de mise en service, toutes les normes de sécurité doivent être suivies pour éviter tout incident indésirable.

Activités postérieures à la mise en service

Voici les activités post-mise en service.

Les équipements de l'usine sont pris en charge et les activités de production démarrent avec précaution pour éviter les problèmes de démarrage.

• Une fois que la production de l'usine est stabilisée et atteint un niveau respectable, le fournisseur doit être invité à démontrer la garantie de performance de l'usine conformément aux termes du contrat.
• Une fois le test de garantie de performance réussi, la production régulière de l'usine peut continuer.






Fours à arc submergé Production de DRI avec du gaz de cokerie comme réducteur