Chapitre II (Etude Technologiquede Broyeur) [PDF]

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Chapitre II

Etude Technologie De Broyeur à Cru

I-Introduction Il est tout probable que l’une des premières machines inventées par l’homme des cavernes devait servir à broyer des diverses matières, ces machines sont développé avec les découvertes technologiques. Maintenant ils seront des broyeurs divers d’après la matière à broyé, et la méthode du broyage. Le broyeur à boulets de cru (le sujet de notre mémoire) permet de broyé la matière première sortant de concasseur sous forme des petites pierres, en farine finesse peut envoyer à l’utilisation et entrer dans le four. Cette machine fonctionne en circuit fermé et avec une méthode à voie sèche (la matière première avant d'être broyer il faut passer sur la partie séchage). Le sujet que nous a été proposé par la direction de la cimenterie de SOUR EL GHOZLENE (S.E.GM) consiste à faire une étude technologique du broyeur à boulets et d’établir son plan de maintenance. Le broyeur à Boulets Cru est un processus dans la chaîne de production du ciment. Il est constitué d’un cylindre en tôle forte, blindée à l’intérieur par des plaques en acier ou manganèse, reposant le plus souvent sur des tourillons. Le broyeur utilisé à SOUR EL GHOZLENE est broyeur à un seul compartiment avec une partie de séchage et à attaque centrale avec un réducteur assurant la liaison entre le broyeur lui-même et le moteur d’entraînement.

 II-Présentation de l’unité d’intervention UMBB-FSI-IEMI/05

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Etude Technologie De Broyeur à Cru .Fig. :II.1-chaine cinématique d’un broyeur cru

II.1-Nomenclature Repère

Nombre

1

1

2

1

Moteur

3

1

Réducteur

4

3

Accouplement rigide

5

1

Bâti de d’évacuation

6

2

Coquille de palier inférieur

7

2

Embase du palier du tourillon

8

2

9

2

Palier du tourillon

10

2

Portée du tourillon

11

1

Chute d’alimentation

12

2

13

2

14

540

Blindage de concassage (releveurs)

15

446

Blindage auto classant

1

Cloison intermédiaire

16

Désignation

Système de virage

Siège sphérique pour palier de tourillon

Palier de tourillon du carter supérieur Cloison de décharge

2. Principe de fonctionnement de broyeur  La force motrice du moteur électrique (2) est transmise par le réducteur (03) qui réduit la vitesse de moteur de 495 tr/min à 15,06 tr/min, cette vitesse est transmise jusqu'à l’arbre de transmission du broyeur par l’accouplement rigide (4), qui fait tourner la virole du broyeur.

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III-Etude technologique du broyeur III-1Généralité sur les broyeurs à boulets 1.1-Constitution  Le broyeur à boulets prend l’allure d’un grand cylindre fermé dans lesquels se trouvent des boulets qui broient en s’entrechoquant par le mouvement de rotation du cylindre. Les broyeurs à boulets à un faible rendement, car une grande partie de l’énergie fournée et transformé en chaleur .le reste servent à la fragmentation des matériaux, mais aussi à leur ré agglomération. Les grains sont traités collectivement à l’intérieur de brouilleurs par des boulets qui opèrent par choc. Les broyeurs sont devisés en plusieurs compartiments, généralement 2 ou 3, dans la longueur est fonction de l’évolution du diamètre de particules dans le broyeur ; les rapports habituels sont : Première compartiment : D = L/6 à L/8 Deuxième compartiment : D = L/4 à L/6 Troisième compartiment : D= L/2 à 2L/3 Le rapport longueur / diamètre est variable mais se situer généralement entre 3 et 6. La charge de boulets est fonction de dimensions des broyeurs ; le diamètre des boulets est fonction de la grosseur des grains des matériaux. Il tourne au tour de leur axe horizontale principale, mouvement qui provoque le relevage des corps broyant qui roulent est cascadent en écrasant ainsi les grains de la matière entre eux et contre le blindage.

1.2- Mode d’entraînement  La tendance au gigantisme a donnée naissance à des dispositifs d’entraînement originaux adopté à l’importance des puissances à transmettre. On citera pouce mémoire quelques unes de ces dispositions originales.

a- broyeurs à attaque centrale  Ce broyeur comporte un seul réducteur assurant la liaison entre le broyeur lui – même et le moteur d’entraînement. Jusqu'à des puissances de l’ordre de 500 KW, cette disposition s’avère à la fois rationnelle et économique en utilisant le réducteur à engrenage parallèle classique. UMBB-FSI-IEMI/05

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Au de la de 500KW, les couples transmis permettent plus d’utiliser économiquement ce genre de réducteur, et l’on et amené à le recourir à des solutions planétaire plus délicates et moins répondeuses. Le fut de liaison entre de broyeur et le réducteur est généralement pourvu d’ouverture longitudinale qui permet à la matière broyé de quitter le broyeur.

Fig. :II.2-broyeur à attaque centrale

b- broyeur à attaque latérale  C’est le type d’attaque le plus ancien et le plus connu. Une couronne dentée, solidaire de la virole du broyeur, est attaquée par un pignon. La liaison entre ce pignon et le moteur est .assurée par un rédacteur de vitesse sous carter étanche .Pour les puissances élevées, en utilise l’attaque duo. Deux réducteurs et deux moteurs On adopte généralement l’attaque duo au delà de 2000 KW. Un autre dispositif très répondu aux Etats – Unis consista à supprimer le réducteur et à le remplacer par un moteur synchrone multipolaire à vitesse lente qui peut s’attaquer directement le pignon à des vitesses .allant de 160 à 200 TR/MIN Cette disposition, bien que d’un coût d’investissement élevé à pour principale avantage .l’excellent rendement électrique en charge de moteur synchrone

1.3 Mode de poses  a- les broyeurs à paliers et tourillons  A l’heure actuelle, ce n’est pratiquement que ce mode de support qui est usité. Il consiste à faire reposer le tube broyeur, par l’intermédiaire de deux tourillons d’extrémités, dans deux paliers munis de coussinets lisses à lubrification forcée. Quelque soit le mode d’attaque, le palier opposé au coté de la commande est conditionné, afin de pouvoir absorber les déformations longitudinales du broyeur inhérentes aux variations de température de l’acier, lors de l’exploitation de la machine.

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b- les broyeurs à galets et chemins des roulements  Ce mode de pose des broyeurs n’est plus guère utilisé de nos jours. Il satisfait pour les petites puissances, mais entraînerait des problèmes énormes de la technologie et d’entretien s’il était appliqué aux puissances utilisées actuellement. IL n’est citer ici que pour mémoire.

Fig.:II.3-Broyeur à galets et chemins des roulements c-Broyeur vertical (par écrasement) 

Fig.:II.4-Broyeur vertical (par encrassement)  III.2- Les blindages internes des broyeurs  Les broyeurs à boulets sont revêtus intérieurement de plaque de blindage de formes et de qualité diverse suivant les types d’appareils et les cas d’application.

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Ce revêtement constitue l’organe de transmission de l’énergie ; sont rôle est essentiel est détermine en outre la cinématique et la dynamique des engins broyant au travail.

2.1 La première chambre  a) Forme de blindage  Dans la première chambre il faut effectuer un travail de concassage, il faut que le blindage relève bien la charge broyant, et cela d’une manière régulière et continue. La forme de blindage doit assurer :  un relevage suffisant : la charge ne peut pas glisser sur le blindage et le blindage doit bien relever toutes les couches de boulets.  un relevage continu : le blindage doit relève de la même façon tous les boulets dans d’un blindage lisse muni de barres transversales releveuses par exemple, les boulets se trouvant fig. :II.5-blindage de 1ere chambre derrière les releveurs sont relever trop énergiquement. Il s’ensuite des chocs métal sur métal, une usure olas forte, ainsi qu’une perte de puissance.  un relevage constant : le pouvoir releveur de blindage doit rester constant dans le temps, C.T.D : pendant toutes sa durée de vie. Autre forme correcte, il est évidemment nécessaire que les plaques aient une usure minimum, résistant aux chocs importants, ne se déforment pas et soient faciles à monter. 2.2. Deuxième chamber  b) Forme de blindage  En seconde chambre, nous préconisons les blindages classant. Ces blindages, de par leur forme, classent automatiquement les gros boulets à l’entrée de la chambre et les petits boulets vers la sortie. Le broyage s’y fait par attrition, des essais de broyage ont montré qu’au fur et à mesure que la finesse de la mouture augmente dans la deuxième chambre, il y a à

chaque fois un rapport idéal :

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Surface spécifique de la charge Surface spécifique de la matière

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C’est ainsi l’effet de broyage optimum est obtenu à l’entrée de la chambre par des boulets de 90mm et vers la sortie avec des boulets de 15 mm. Le classement automatique permet aussi une adaptation automatiquement de la surface spécifique des .corps broyant à celle de la matière à broyer

Fig. :II.6-blindages autoclassants

3- Les conditions optimales de broyage Il y a quelques paramètres qui doivent respecter : - le taux de chargement - l’échelonnement des corps broyant - le diamètre des boulets - la vitesse de rotation On distingue deux types de broyage : le broyage en circuit fermé et le broyage en circuit ouvert.  dans le broyage en circuit ouvert, la matière va d’une extrémité à l’autre du broyeur, et le temps de séjour est de 20 à 30 minutes. La finesse est fonction du débit d’alimentation. La tendance au sur broyage est élevée.

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Dans le broyage en circuit fermé, les grains, après leur sortie de broyeur, sont triés dans des ,séparateurs ; seuls les grains les plus gros retournent dans la chambre de broyage cette méthode permet d’obtenir moins de ciment sur broyé nécessite moins d’énergie, .présente une bonne ventilation et éviter par conséquence le phénomène de fausse prise

A la sortie de broyeur, on obtient ce que l’on appelle le cru ou farine c’est un mélange de calcaire, d’argile et autres minéraux. Ce cru va par la suite subir diverses transformations chimiques .qui vont le transformer en clinker puis en ciment .

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Etude Technologie De Broyeur à Cru fig.:II.7- synoptique de position.

3.1-Le passage de la matière dans la virole  Le présent broyeur de ciment est à l’utilisation selon le système de broyage en circuit fermé. Les matériaux mélangés en proportions appropriées sont acheminés au broyeur en vue de l’homogénéisation et du séchage et sont ensuite évacués sous forme de farine. Les matériaux parvenant par la goulotte d’alimentation sont acheminés par le cône d’alimentation à l’intérieur de la virole. Celle-ci est divisée en deux compartiments par une cloison intermédiaire (16), et composée par des plaques de blindages (14) et (15) revêtent les surfaces en contact avec le corps broyant. Les matières malaxées et mélangées par l’action du corps broyant, ce système permet que la machine réalise le pré broyage le première compartiment est de séchage, puis le deuxième compartiment pour le broyage, le processus se fait de la manière suivante : La matière première constituée d’argile , de calcaire ,de grés et minerai de fer qui coule de tapis roulant pour tomber dans une goulotte qui fait jetée la matière dans la tube broyant pendant le broyage . La matière première est donc au niveau du première compartiment de séchage puisque la plus part des matières premières ont teneur en humidité de 3 à 8% pour pouvoir broyer d’une façon efficace il est nécessaire d’éliminer une partie de l’humidité avant l’opération de broyage. Le processus de broyage se fait même sous l’influence d’aire chaud des gaz de la fumée provenant du four pré chauffeur à quatre étage de cyclones qui contiennent suffisamment de chaleur pour le séchage des matières premières . Apres cette opération la matière première passe au deuxième compartiment ou se fait le broyage grâce aux plaques de blindages qui couvrent tout la partie intérieur du tube broyant. A la fin de broyage la matière passe au partie finisseur ou la matière subit le dernière broyage pour pouvoir passer vers le séparateur. 3.2- Les principaux composants du broyeur à boulets   La virole  La virole est en tôle d’acier laminée SM50 Pour constructions soudées. Elle comportées brides en acier coule soudées à deux extrémités et servant à la fixation des tourillons. Chacun des deux compartiments est muni d’un trou UMBB-FSI-IEMI/05

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d’homme permettent de remplacer aisément le blindage et les boulets de broyage. Ces trous d’homme sont de forme ovale et orientés à l’opposé de l’autre, soit à 180° Les plaques de blindage Sont en acier coulées et fixées à l’aide de boulons à têtes carrées. Des joints en amiante assurent l’étanchéité du trou de boulons et ces derniers sont bloqués par des écrous.

Fig. :II.9-la fixation des plaques par des boulons.  La cloison intermédiaire  Constituée par le cadre, une plaque à fente, une plaque pleine et un cône central, est fixé à la virole par des boulons. La cloison intermédiaire doit d’abord permettre un passage suffisant à la matière broyée ; ensuite, elle doit fonctionner comme tamis pour retenir les grains non suffisamment broyés ainsi que les corps broyés. Fig. :II.10-cloison intermédiaire.



La cloison des décharges 

Constituée par le cadre, la plaque à fente et le cône central, elle est montée sur le tourillon coté d’évacuation par les boulons. Ces cloisons sont disposées de façon à empêcher l’évacuation du corps broyant et des grains trop grands ou trop dues et le passage trop rapide de la matière brute par la virole. Fig.  :II.11cloison des décharges. UMBB-FSI-IEMI/05

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 Palies des tourillons  Les paliers de tourillons supportant la virole sont constitués chacun par la cage en deux parties (supérieur et inférieur), en tôle d’acier soudée, la coquille en acier coulé, dotée d’un revêtement en métal blanc, le siège sphérique en fonte, boulonné sur la partie inférieure de la cage et la semelle en fonte, fixée sur l’assise par des goujons d’ancrage.  Les boulets  Selon la dimension et la dureté des grains à concasser, le broyage s’obtient, soit par :Fragmentation par chocs, lors de la chute des boulets, entre boulets ou contre le blindage écrasement sous la pression de la charge des grains qui ont pu pénétrer à l’intérieur de charge, (poids+force centrifuge) soit par cisaillement des grains coincés entre des boulets glissants les uns sur les autres. Les métallurgistes, ont constaté que le comportement le meilleur à l’abrasion et aux chocs est obtenu avec l’acier martensitique coulé et revenu, et avec une teneur élevé en carbone chrome, nickel et molybdène.

Fig. :II.12-les boules.  La charge des boulets : 20%

25%

Première compartiment  -boulets de 90 mm 23%. -boulets de 80 mm 32%. -boulets de 70mm 21%.

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Chapitre II -boulets de 60mm

Etude Technologie De Broyeur à Cru 24%.

Poids unitaire moyen 1540 g. Deuxième compartiment : -boulets de 25mm 40%. -boulets de 20mm 41%. -boulets de 15mm 19%. Poids unitaire 36g. Le maxi de remplissage par la matière broyé plus les boulets est 40% max. 3.3-Description de l’unité d’intervention  Désignation : broyeur à boulets type « TIRAX UNIDAN R1M01 ». Origine : DANEMARK. N° commande : CM71- 14. N° série : ML 209 502 891/1989.  Dossier technique du broyeur à boulets  Fournisseur : F L SMIDTH / DANEMARK. Système de broyage : circuit ferme. Débit : 140 t /h. Longueur de la virole : 12.60 m. Diamètre intérieur : 4.60 m. Poids : 889000 KG. Vitesse de broyeur : 15.06 tr/min. Nombre de compartiment : 2. Corps bruyants nécessaire : 265 t(charge normale).

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Chapitre II

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 Données relatives au corps broyant  Poste 1er compartiment 2 eme compartiment : La capacité efficace de la virole

69.9 m3

112.8 m3.

Taux volumétrique du corps broyant 31.5 % 32.4 % . Densité apparente du corps broyant 4.4 t/m3 Poids de Corps broyant

4.6 t/m3

97 tonnes

168 tonnes

Total : 265 tonnes (charge normale).  Vitesse critique du broyeur  La vitesse critique d’un broyeur (N) est la vitesse à laquelle une particule de masse « m » se trouve à l’intérieur du broyeur et ne glissant pas sur la paroi sous l’effet de la force centrifuge, en d’autre terme, sa force de pesanteur (m.g) serait égalée à sa force centrifuge (m w2 R) F = mw² R = mg avec w²

R=g

2

[ 2 ( πN /60 ) ] N 2=

=9.81

9 ,81 .3600 . 2 42 , 02 ⇒N= 2 4π .D √D

D Int = 4,2 m. Vitesse de rotation = 15,06 tr/min N = 20,64 tr/min N : vitesse critique

W : vitesse angulaire

m : masse

F : force centrifuge

g : gravité

D :diamètre interieur virole

R : rayon

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4-Etude des organes mécaniques  1-Paliers principaux Palier fixe et un palier mobile : Le broyeur est doté de deux paliers principaux, l’un fixe et l’autre mobile.  Palier fixe monte à l’attaque du broyeur est un palier guide. Sa partie inférieure est fixée à la semelle par des vis.  Palier principal mobile repose sur des galets qui se trouvent sur la semelle de sortie qu’il puisse se déplacer en cas de dilatation thermique de corps de broyeur.  Les paliers principaux FLS ont été conçus en vue d’obtenir une longue vie maximale et des frais de maintenance limités, tous ces paliers sont auto réglant ce qui donne une pression constante entre coussinet et tourillon en cours de fonctionnement.  Le refroidissement des paliers c’est le refroidissement d’huile.  La présence d’un film d’huile entre les surfaces de contact même pendant la mise en marche de broyeur.  Le palier est équipé d’un coussinet mobile (coussinet inférieur) qui à la forme purement cylindrique à l’intérieur avec un supplément sur usinage par rapport au diamètre de la fusée.  Le coussinet inférieure repose dans une cuvette sphérique il doit avoir de chaque côté du palier une butée qui empêche le coussinet. 2-Système de lubrification 2-1. Introduction  Les lubrifiants sont des produits permettant le graissage des pièces en mouvement, les lubrifiants pouvant être d’origine animale, végétale ou minérale. Leur rôle est essentiellement la diminution du coefficient de frottement. Ils s’interposent entres deux surfaces de contacts ce qui permet : -

Une diminution de dégagement des chaleurs. Une diminution de la force nécessaire au mouvement. Une élimination ou une diminution de l’usure des surfaces.

: Le choix du lubrifiant à employer dans chaque cas particulier dépend des facteurs suivants  

Type d’engrenage. Vitesse des roués.

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Chapitre II   

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Rapport de reduction. Temperature de service. Couple resistant.

Ainsi qu’on a étudié dans cette partie le système de refroidissement par eau pour les paliers et l’intérieur du broyeur, cette opération est utilisée suivant les facteurs :  La température du fond intermédiaire.  La température de la farine sortant.  La température des palies

 Système de lubrification des paliers principaux -2.2

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Chapitre II

Etude Technologie De Broyeur à Cru .Fig.:II.13-Système de lubrification des paliers principaux

Nomenclature-2.3

Désignation

Nombre 1 1 2 2 1 1 2 3 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Filter Moteur de pompe Vis de purge Accouplement Pompe haute pression Pompe basse pression Robinet (vanne) Flexible de refoulement Clapet de non retour Thermomètre Manomètre Soupape de sécurité Indicateur électrique de flux d’huile Réfrigérant Réservoir Palier principal Filtre Vanne tourillon

Repère 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

2.4- Principe de fonctionnement  La pompe à haute pression et celle de circulation (basse pression) doivent fonctionner avant que le broyeur puisse être démarré ou viré, la première .s’arrête normalement aussitôt que le broyeur en marche Lorsque le moteur (3) entraîne la pompe à haute pression (5), elle aspire l’huile (de réservoir) et le refoule vers les paliers principaux (16) pour soulever le broyeur, passant par le filtre (1) s’il y a une surpression, la soupape de sécurité (12) va évacuer quelque quantité d’huile vers le réservoir (15), la pression d’huile dans cette conduite est indiquée par le manomètre (11). La pompe (BP) basse pression (6) est entraîné par le moteur électrique, elle assure le graissage des paliers principaux par circulation, elle aspire l’huile (de réservoir), et le refoule vers les paliers passant par le filtre (1) et (17), puis par le réfrigérant (14), le thermomètre (10).

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L’indicateur électrique (13) indiquer la présence de flux d’huile et donne le signe de pouvoir démarrer le broyeur. On peut remplacer le filtre (17) même que (BP) est en marche, on utilisant la vanne (18). Le réfrigérant est s’enclenche automatiquement si la température d’huile ≥ à (t minimum), et si la température d’huile est ≥ 85°C. 2.5- Groupe de graissage sous-pression des paliers  a)Pompe à huile basse pression (à engrenage) Ces pompes se composent d’un pignon mené, réunis dans un même carter par une enveloppe cylindrique et deux flasques latéraux. Le fluide, entraîné dans le creux des dents, passe de l’entrée (aspiration) à la sortie (refoulement), par l’extérieur des engrenages. Les sommets et les flancs des dents forment une étanchéité relative par rapport au carter, c'est-à-dire que le fluide sous pression peut fuir par l’espace ménagé entre les pièces mobiles et les pièces fixes (jeu). Le rapport de conduite des engrenages est légèrement supérieur à 1, c'est-à-dire qu’il n’y a qu’une dent de chaque engrenage en contact avec l’autre. Les résultats sur les flasques par des paliers lisses ou des portées par les flasques qui ont ainsi tendance à s’écarter l’un de l’autre. L’augmentation de jeu qui en résulte limite l’utilisation de ces pompes à des faibles pressions.

Fig. :II.14-pompe d’huile basse pression (à engrenage).  Les quatre rôles de la pompe basse pression  La pompe à huile basse pression (1) fait quatre rôles importants :  Le premier rôle : Alimente la pompe haute pression.  Le deuxième rôle : Le rinçage (élimination des traces de détergent après le levage). UMBB-FSI-IEMI/05

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 Le troisième rôle : Alimente de la rotule (articulation de forme sphérique permettant à un mécanisme de pivoter).  Le quatrième rôle : Graissage par circulation (film d’huile).  Caractéristique: (pompe à engrenage) Moteur électrique   Puissance: 1.1kw.  Vitesse: 900 t/min.  Tension: 3*380 V.  Fréquence: 50 HZ.  Intensité: 3.1. Pompe  Type: GPA2-16-E-30-R.  Puissance max : réglée à 3 bars. b) Pompe à huile haute pression (à piston)   Construction et fonctionnement 

  

Cette pompe est du type duplexe horizontal. Son arbre est entraîné par un moteur électrique à réducteur par l’intermédiaire d’un accouplement. Elle reçoit l’huile prévenant de la pompe basse pression. Cette pompe comporte deux pistons alternativement et d’un diaphragme dans la partie centrale, aspirant et refoulant l’huile provenant de la pompe basse pression. L’huile ainsi refoulée par les pistons duplex est rassemblée dans un collecteur, puis elle est acheminée aux paliers. Le débit de cette pompe «étant inférieur à celui de la pompe basse pression, le surplus est refoulé par une soupape de sécurité dans le carter et dans la transmission de la pompe avant de retourner au coté aspiration de la pompe basse pression.

Fig.:II.15-pompe à huile haute préssion (à piston) UMBB-FSI-IEMI/05

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 Mise en service   La pompe ne doit pas tourner à sec, sous peine l’endommager les dentures des engrenages et la pompe elle-même.  Une erreur de branchement ou de fonctionnement provoque des dommages durant les premières heures de service.  Vérifier les conditions de graissage.  Vérifier s’il n’y pas de bruits anormaux.  Caractéristique : (pompe à piston) Moteur électrique   Puissance: 1.1kw.  Vitesse: 900 t/min.  Tension: 3*380 V.  Fréquence: 50 HZ.  Intensité: 3.1. Pompe   Type: R2.5.  Préssion max : 1450 bar.

c) Réfrigérant d’huile   Caractéristiques

Caractéristique 3

m 5 m3/h 4 47°C 42°C m3/h 6 30°C Coté huile => 8 bar

Surface de refroidissement Débit d’huile Température d’admission d’huile Température de sortie d’huile Debit d’eau de refroidissement Température d’admission de l’eau de refroidissement Pression d’essai hydrostatique

Coté eau => 4 bar

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Etude Technologie De Broyeur à Cru fig. :II.15-réfrigérant d’huile.

d) Filtre à huile  Type : Filtre à huile double, commutable. Alésage : 40*40. Calibre de l’élément : Maille 60.  Construction  Les deux éléments du filtre sont destinés à l’utilisation alternative, commandés par l’action d’un robinet de commutation. Le filter est. equips d’un aimant permanent.  Nettoyage  Lorsque la chute de pression se produisant à travers l’élément excède la valeur admissible, enlever l’élément encrassé et le nettoyer à l’air comprimé. Pour ce nettoyage, on doit toujours dériver la circulation d’huile sur l’autre élément.

Fig. :II.16-filtre à huile 3-Refroidissement des paliers par eau  3.1 -Conception  En cas de broyeurs à voie sèche, le palier est toujours refroidi par eau, l’arrivée d’eau de refroidissement est montée avec un robinet à trois voies, l’égout à l’intérieur de palier est de forme serpentère. Le refroidissement doit être avant la mise en marche du broyeur, et après l’arrêt du broyeur l’amenée d’eau ne doit pas être fermée avant que les paliers soient entièrement refroidis.

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SYSTEME DE REFROIDISSEMENT DES PALIERS PAR EAU -3.2

Fig. :II.1 7-système de refroidissement des paliers par eau. UMBB-FSI-IEMI/05

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3.3- Principe de fonctionnement  Le refoulement d’eau de refroidissement vers les paliers du broyeur est fait par gravité à partir de réservoir (1) (château d’eau industriel) à travers une tuyauterie (2) passant par un filtre (3), un thermomètre (8), et un manomètre (9), et une vanne (4) à trois voies, l’eau va passée sur des voies de forme serpentère et sortir vers le réservoir (5), l’eau de ce dernier est refoulé par une pompe à eau (6) vers le réservoir à eau (1), commandé par un flotteur. Nomenclature Désignation

Repère

Réservoir Tuyauterie Filtre Vanne d’arrêt Réservoir Pompe à eau Moteur électrique Thermomètre palier Filtre (crépine ) accouplement Entrée à trios voies

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

4 -Refroidissement intérieur du broyeur par eau  4.1- Le Rôle  L’injection d’eau a pour mission de limiter la chaleur développée par le broyage, et de ce fait, de maintenir la température du ciment à un niveau convenable (110 – 125°c).  Les températures au dessus de 125°c donnent lieu à un collage sec et à une déshydratation de l’eau de cristallisation du gypse, ce qui se traduit par une fausse prise.  Si l’injection d’eau donne des températures de ciment inférieures à 110°c, on risquera d’avoir un collage humide et une réduction des résistances en raison d’un commencement d’hydratation. 4.2 -Conception  Cette méthode consiste à injecter de l’eau de refroidissement dans le broyeur par une tuyère et un système de presse étoupe et ainsi qu’une station de pompage, l’eau est injecté à UMBB-FSI-IEMI/05

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l’intérieure du broyeur à travers une buse qui sera nettoyée par l’air comprimé. Qui s’enclenche automatiquement après l’arrêt d’eau, pour des raisons de ne pas être bouchée par les poussières. L’eau s’évapore avec la chaleur de broyage, ce qui réduit la température dans le broyeur les vapeurs d’eau est aspirée et dirigé par le ventilateur à travers un filtre.

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Fig. :II.18-système de refroidissement de 14interieure de broyeur par eau.

Repère 1–8 2 – 9 – 10 – 14 3 – 11 4 5 – 20 6 – 17 12 13 15 16 – 19 7 – 18 21 22 23 24 25

Nomenclature Désignation surpresseur Moteur électrique Pompe à eau Réservoir Filtre (crépine) Soupape de réglage Presse étoupe Broyeur Buse Vanne Débit mètre Soupape de sûreté Clapet de non retour Manomètre régulateur Thermosonde

4.3-Principe de fonctionnement  L’injection d’eau et le refoulement d’air comprimé à l’intérieur du broyeur est commandé par la température tp du fond intermédiaire pour l’entrée du broyeur d’après le régulateur (REG 1), et par la température tc de ciment pour la sortie du broyeur d’après le régulateur (REG 2). - Si la température tp ≤ tm min, (le REG 1) donne l’ordre de démarrage de sou presseur (1) qui est entraîné par le moteur (14) pour aspirer l’air et le comprime et le refoule vers l’entrée du broyeur , pour nettoyer la buse (15). - Si la température entre à la plage tp min ≤ tp ≤ tp max le (REG1) donne un signal qui provoque l’arrêt de surpresseur (1), et le démarrage de la pompe à eau (3) qui est entraîné par le moteur (2), pour aspirer l’eau de refroidissement du réservoir (4), et le refoule vers l’entrée du broyeur, passant par le filtre (5), et la soupape de réglage de débit d’eau on actionnant la vanne (16). - Si la température tc ≤ tc min, le REG2 donne l’ordre de démarrage de surpresseur (8), qui est entraîné par le moteur (9), pour aspirer l’air et le comprime, et le refoule vers la sortie du broyeur, pour nettoyer la buse et la protéger contre le boucher. - Si la température tc entre à la plage tc min ≤tc ≤ tcmin le REG 2 donne un signal qui provoque l’arrêt de surpresseur (8), et le démarrage de la pompe à eau (11) qui est entraîné par le moteur (10), pour aspire l’eau de refroidissement du réservoir, et le refoule vers la sortie du UMBB-FSI-IEMI/05

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broyeur, passant par le filtre (crépine) (20) et la soupape de réglage de débit (17), et le débit mètre (18). - Si on peut augmenter le débit d’eau on actionnant la vanne (19).   

La pression des deux surpresseurs est fixée à 3 bars. La pression des deux pompes est fixée à 4 bars. La soupape de réglage de débit d’eau est commandée par le régulateur.

L’injection d’eau est commandée à la sortie par la température de la farine tc mesurant par un couple thermoélectrique, et à l’entrée par la température tp du fond intermédiaire mesurant par une sonde à résistance en platine, ces températures sont envoyées vers les régulateurs. La quantité injectée est réglée par deux régulateurs PI, PU pour la rentrée du broyeur et PI, PII pour la sortie, qui donneront lieu à une augmentation ou à une réduction du débit du soupape à eau, jusqu’à ce que la température du fond intermédiaire, ou de sortie ait la valeur désirée. L’injection d’eau est commandée par des contacts min/max, à la plage 110°c ≤ tp ≤ 118°c pour l’entrée, et à la plage de 110°c ≤ tc ≤ 125°c pour la sortie. Le broyeur va déclencher automatiquement si la température dépasse les valeurs préciser. En cas d’arrêt du broyeur, les pompes à eau s’arrêtent automatiquement parce qu’elles sont verrouillées avec le moteur du broyeur. L’air comprimé : pendant le fonctionnement du broyeur, et en cas d’arrêt des pompes à eau, le suppresseur va enclenché automatiquement pour refoulé l’air comprimé vers le buse pour la nettoyé, avec une pression fixée à 4 bar. 4.4- Conditions de démarrage des pompes à eau  

Sortie 

 le broyeur est en marche.  La température à la sortie du broyeur est supérieure à tc min.



Entrée 

 Le broyeur est en marche.  La température à la sortie est supérieure à tc min.  La température au fond intermédiaire est supérieure à tp min.

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 Caractéristique des pompes à eau (centrifuge)  Moteur électrique   type : cr5-7-a-a-a-e-h-q-q-e tension nominale : 380v puissance : 1.1kw vitesse :2900 tr/min Pompe  Type : CR5 Pression: réglée à3 bar Hauteur : 33 m Débit : 5.7 m 3/h Température ambiante : 40 °c Cas d'une pompe centrifuge : quand un liquide coule dans un tuyau d'aspiration et qu'il entre dans l'œil de l'impulser, sa vélocité augmente ce qui amène un réduction de pression. Si cette pression descend en dessous de la tension de vapeur correspondant à la température du liquide, celui ci va se vaporiser et le courant qui s'écoule consistera à la fois de liquides et de poches de vapeur. Continuant son mouvement dans l'impulser, le liquide arrive à une zone de pression plus élevée et les cavités de vapeur disparaissent. C'est cette disparition de poches de vapeur qui cause le bruit relié à la cavitation.  Caractéristique de suppresseur  Moteur électrique  Type : AM132SYA2Q4Y4. Tension nominale : 380V. Puissance : 5.5 KW. Vitesse 3480 tr/min. Suppresseur : Type : T90l24T220 Pression: 0.7bar Puissance : 1.5 KW 5-Le système presse étoupe  C’est un système qui assure le passage continu et étanche de l’eau ou l’air comprimé vers l’intérieur du broyeur. Il comporte deux moyeux divisés en deux moities sont montés sur l’arbre de torsion entre réducteur symétro et broyeur à cru. Le moyeu mobile est calé sur l’arbre de torsion, et sur lequel monté un joint d’étanchéité dans chaque coté qui sont fixé par des brides.

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Le moyeu fixé est repose deux pieds et guidé par deux gales de guidage sur ces deux pieds extrémités. Lors la rotation de l’arbre de torsion le moyeu fixe est glissé sur le joint d’étanchéité de moyeu mobile, et la partie inférieure d’ensemble trempe dans un bac d’eau pour refroidir le joint d’étanchéité. L’ensemble laisse un espace libre entre les deux moyeux, pour l’eau de refroidissement ou l’air comprimé qui sont dirigés après deux sorties vers la buse.

Fig. :II.19-vue de face d’un système presse étoupe

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Fig. :II.20- image réelle d’un système presse étoupe .

5- Conclusion L’importance du broyeur dans une la cimenterie est considérable tant au niveau du cru, il conditionne une partie de la cuisson au niveau du clinker ou il conditionne la qualité du ciment que l’on désire obtenir. En effet pour la préparation, des farines à cru destinées à la fabrication. Dans la cimenterie, le broyeur à une double fonction : -

De fragmenter jusqu’à l’obtention d’une poudre de ce produit concassé pour favoriser les réactions des éléments chimiques pendant la cuisson. D’homogénéiser un mélange qui comprend le plus souvent ou moins deux conditions.

Le broyage du cru est la deuxième étape dans la chaine de fabrication du ciment, cet atelier est situe entre l’atelier de stockage et de pré homogénéisation des matières premières et les installations d’homogénéisation. Cette opération est importante car elle transforme la matière crue concassée en une poudre afin de favoriser an maximum pendant la cuisson.

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