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Notes 00:00-00:00 Post Sevilla - Module 5 - Optimisation des broyeurs à boulets

Notes 00:00-00:00 Post Sevilla - Module 5 - Optimisation des broyeurs à boulets 1 L’alimentation du broyeur Les matières à broyer - 2 - Notes 00:00-00:00 Post Sevilla - Module 5 - Optimisation des broyeurs à boulets 2 1 2 2 Post Sevilla - Module 5 N La finesse coûte de l’énergie ! – La finesse peut s’exprimer par exemple grâce au d80 des particules, – réduisons, trois fois de suite, d’un facteur 10, la taille d’une particule de clinker, Granulométrie des matières Granulométrie des matières énergie nécessaire 30 mm 3 mm Il faut seulement 2 kWh/t pour passer de 30 à 3 mm 3 mm 300 µ Il faut déjà 6 kWh/t pour passer de 3 mm à 300 microns 300 µ 30 µ Même avec un clinker facile à broyer, il faut ajouter encore 24 kWh/t pour atteindre 30 microns (c’est à dire un ciment à 350 m²/kg) Optimisa tion des broyeurs à Optimisa tion des broyeurs à boule ts boule ts L’alimentation du broyeur Les matières à broyer Notes 00:00-00:00 Post Sevilla - Module 5 - Optimisation des broyeurs à boulets 3 Optimisation des broyeurs à boulets L’alimentation du broyeur Les matières à broyer Les matières à broyer N Pour optimiser un broyeur, il faut d'abord s'intéresser à son alimentation, c'est-à-dire aux matières à broyer. N Les matières à broyer se définissent par plusieurs caractéristiques qui influent sur l'efficacité de broyage : leur nature, leur granulométrie, leur humidité, leur température, et bien entendu leur aptitude au broyage, ou broyabilité. N Nous allons examiner en détail comment toutes ces caractéristiques des matières à broyer interviennent dans un broyeur à boulets. N Mais d'abord, nous allons rappeler ... Granulométrie des matières Granulométrie des matières N C'est d'abord la finesse qui est coûteuse en énergie N La matière à broyer intervient par sa granulométrie : de gros blocs seront plus difficiles à broyer que des blocs de taille moyenne - mais il ne faut pas oublier que la dépense en énergie dépend surtout de la finesse que l'on veut obtenir. N Une première réduction de taille d'un facteur 10 va demander, par exemple,2 kWh/t. − Une seconde réduction, encore d'un facteur 10, demandera déjà 6 kWh/t, donc trois fois plus d'énergie ... − Enfin, une troisième réduction, toujours d'un facteur 10, va demander cette fois 24 kWh/t de plus, c'est-à-dire douze fois plus d'énergie que la première réduction! − La conclusion, c'est qu'il faut broyer les matières à une finesse suffisante pour l'usage qu'on veut en faire, et pas plus. N d80 = 30 mm signifie 80 % des particules (en poids) inférieures à 30 mm Notes 00:00-00:00 Post Sevilla - Module 5 - Optimisation des broyeurs à boulets 4 3 4 3 Post Sevilla - Module 5 Granulométrie des matières Granulométrie des matières N ... elle influe sur l’efficacité du broyage. Il faut éviter : des tailles de constituants très différentes les blocs de plus de 50 mm qui sont à l’origine de perturbations du broyeur des fortes variations dans le temps clinker laitier calcaire + + clinker ...puis ...puis 4 Post Sevilla - Module 5 Exemple de perte d’efficacité : N Gros blocs de calcaire, en CPJ (25% calcaire) – cause : concasseur, usé ou déréglé, laisse 10% de blocs entre 50 et 150 mm – conséquences au broyeur : M travail de la charge très perturbé, M bouchages, marche très irrégulière, M chute de production (15%). – solutions : M maintenir le concasseur en état, M mettre en place un criblage. Granulométrie des matières Granulométrie des matières Notes 00:00-00:00 Post Sevilla - Module 5 - Optimisation des broyeurs à boulets 5 Optimisation des broyeurs à boulets L’alimentation du broyeur Granulométrie des matières Granulométrie des matières N Donc, nous venons de voir que la consommation d'énergie de broyage augmente fortement quand on recherche des finesses de produit très élevées. N On ne doit pas en conclure que la granulométrie des matières qui alimentent le broyeur est sans importance ! N D'abord, si la dimension moyenne à l'entrée du broyeur diminue, et à condition d'adapter la charge en boulets à cette diminution, on doit logiquement gagner un peu d'énergie ... N Mais surtout, si l'on veut un fonctionnement régulier et stable du broyeur, on a intérêt à maîtriser la granulométrie des matières à broyer, c'est-à-dire éviter tout ce qui peut créer des perturbations : – les très gros blocs, disons plus de 50 mm en général. − des tailles disparates entre les constituants. − et aussi des variations fortes et rapides de dimensions : par exemple un clinker très variable en sortie de refroidisseur. Granulométrie des matières Granulométrie des matières N On peut citer quelques exemples vécus de perte d'efficacité : – Dans un atelier où l'on produit un CEM II / B-L (25% de calcaire), le concasseur à calcaire en amont du broyeur a des éléments usés (ou déréglés), et laisse environ 10% de blocs de plus de 50 mm, pouvant aller jusqu'à 150 mm. – Cela suffit à perturber considérablement le travail de la charge, donc du broyeur*; on observe des bouchages, une marche très irrégulière, une impossibilité de maintenir les débits d'alimentation à leur consigne, et finalement, une chute de production de près de 15% . Le calcaire est humide ce qui aggrave les difficultés. – Il fallait bien entendu maintenir le concasseur en bon état ; un objectif de d80 à 25 mm est conseillé pour le calcaire. – Temporairement, il aurait fallu au moins mettre en place un dispositif de dégrillage entre concasseur et broyeur. * (si question) : on trouve des blocs de 100 mm à la cloison. Notes 00:00-00:00 Post Sevilla - Module 5 - Optimisation des broyeurs à boulets 6 5 6 5 Post Sevilla - Module 5 Autre exemple : N Dégradation du d80 clinker de 15 à 20 mm et , malgré une augmentation d’énergie théorique négligeable.... – conséquences : M perte d’efficacité de broyage => pertes de production. – solutions : M on devrait ajouter au C1 des boulets >90 mm mais NON! M maintenir les conditions de cuisson, M maintenir le refroidissement et le concassage clinker. Granulométrie des matières Granulométrie des matières 6 Post Sevilla - Module 5 Humidité des matières Humidité des matières N Tous les broyeurs sont concernés – crus, – combustibles, – ciments à forts taux d’ajouts. N les limites de séchage dépendent – des broyeurs et des possibilités de ventilation, – des circuits et des types de séparateur, – des gaz chauds disponibles. Notes 00:00-00:00 Post Sevilla - Module 5 - Optimisation des broyeurs à boulets 7 Optimisation des broyeurs à boulets L’alimentation du broyeur Granulométrie des matières Granulométrie des matières Autre exemple : N Un deuxième exemple : sachant que le d80 du clinker est en moyenne de 16 mm environ dans le Groupe Lafarge – on peut se fixer comme objectif d’atteindre d80 = 15 mm. – l’objectif serait aussi de ne pas avoir plus de 5% de rejets à 25mm N Que se passe-t-il au broyeur si l'on a une dégradation de d80 de 15 à 20 mm à broyabilité constante ? – En théorie, il y a une augmentation de l'énergie de broyage, mais faible, de l'ordre de 0,1 kWh/t, donc pas forcément mesurable. – En réalité, il y a d'autres conséquences : une perte d'efficacité de broyage, de production, et finalement une perte d'énergie plus importante que la valeur théorique. Pour compenser, il faudrait, toujours en théorie, placer au premier compartiment des boulets de 100 mm, mais on ne le fera peut-être pas car ils peuvent casser des blindages, et d'autre part il faudrait les enlever quand la perturbation aura cessé. – En fait, les solutions se situent généralement en amont de l'atelier de broyage, dans le maintien des conditions de cuisson, de refroidissement et de concassage du clinker, le plus souvent. – Si la dégradation du d80 est durable il faudra envisager d’allonger la première chambre Humidité des matières Humidité des matières N Cela concerne aussi bien le broyage du cru, souvent très humide, celui des combustibles (coke, charbon), et aussi le broyage de ciments avec des ajouts de plus en plus importants en quantités et de plus en plus variés: calcaires, pouzzolanes, laitiers, cendres ... N Cela concerne donc aussi tous les types de broyeurs à boulets : compound, air-swept, birotateur. N Il n'existe pas une limite d'humidité qui serait la même dans tous les cas. Ceci pour deux raisons : – La diversité des matières humides, et celle des outils de broyage, – La tolérance d'un broyeur à la matière humide est une chose, sa possibilité de séchage en est une autre! N Les limites de séchage dépendent du type de broyeur, de ses possibilités de ventilation. Elles dépendent des circuits (ouverts ou fermés), du type de séparateur. Elles dépendent aussi des gaz chauds disponibles, en quantité et température: air ou gaz recyclés, ou foyer. Notes 00:00-00:00 Post Sevilla - Module 5 - Optimisation des broyeurs à boulets 8 7 8 7 Post Sevilla - uploads/Industriel/ 02alimentation-manual.pdf