Les étapes de la fabrication du ciment soufiane merabti
soufiane0806
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Dec 16, 2017
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Les étapes de la fabrication du ciment soufiane merabti
Objectifs:
•Acquérir des Connaissances techniques.
•Initiationstechnologique de fabrication des ciments (Processus de fabrication).
•Connaitre le rôle et le fonctionnement des principau...
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Les étapes de la fabrication du ciment soufiane merabti
Objectifs:
•Acquérir des Connaissances techniques.
•Initiationstechnologique de fabrication des ciments (Processus de fabrication).
•Connaitre le rôle et le fonctionnement des principaux équipements de fabrication des ciments.
Module 01: Processus de fabrication : (Durée : 05 jours) Généralités. Historique du ciment. Différentes étapes de fabrication du ciment. Lecture d'un flow-sheet. Différents procédés de fabrication. Exploitation des carrières. Carrière calcaire. Carrière argile. Matières de correction. Préparation du cru. Pré-homogénéisation. Broyage cru. Homogénéisation. Cuisson. Refroidissement. Transport et stockage du clinker. Broyage clinker. Stockage ciment. Expéditions.
Size: 3.79 MB
Language: fr
Added: Dec 16, 2017
Slides: 111 pages
Slide Content
1
Les étapes de la
fabrication du ciment
Présenté par : SoufianeMERABTI
Page facebook: www.facebook.com/merabti.math
Youtube: www.youtube.com/MrMerabti
Site: mrmerabti.blogspot.com
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Objectifs:
•Acquérir des Connaissances techniques.
•Initiationstechnologique de fabrication des ciments
(Processus de fabrication).
•Connaitre le rôle et le fonctionnement des principaux
équipements de fabrication des ciments.
Animé par: MERABTI Soufiane
SEMAINE 1: Du 03 au 07 Décembre 2017 (05jours)
PROGRAMMEModule 01: Processus de fabrication : (Durée : 05 jours)
Généralités.
Historique du ciment.
Différentes étapes de fabrication du ciment.
Lecture d'un flow-sheet.
Différents procédés de fabrication.
Exploitation des carrières.
Carrière calcaire.
Carrière argile.
Matières de correction.
Préparation du cru.
Pré-homogénéisation.
Broyage cru.
Homogénéisation.
Cuisson.
Refroidissement.
Transport et stockage du clinker.
Broyage clinker.
Stockage ciment.
Expéditions.
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SEMAINE 2: Du 10 au 14 Décembre 2017 (05jours)
PROGRAMMEModule 02: Technologie des équipements : (Durée : 05 jours)
I.GENERALITES SUR LE
CIMENT
I.1. Définition du ciment.
Lecimentestunlianthydraulique,c’est-à-direunmatériauminéralfinement
mouluqui,gâchéavecdel’eau,formeunepâtequifaitpriseetdurcitparsuitede
réactionsetdeprocessusd’hydratationetqui,aprèsdurcissementconservesa
résistanceetsastabilité,mêmesousl’eau.
Lecimentestobtenuparbroyageetcuissonà1450°C,d'unmélangede
calcaireetd'argile.Appeléclinker,cematériaugranulaireestpourl'essentiel
d’unecombinaisondechaux,desilice,d'alumineetd'oxydedefer.
Lecimentestunmélangepulvérulent,decouleurgrise,qui,gâchéavecde
l'eau,formeunepâtedurcissanttantsousl'eauqu'àl'air.
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I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.2. Découverte du ciment Portland.
LesRomainsfurentsansdoutelespremiersàfabriquerdesliantshydrauliques
susceptiblesdedurcirsousl’eau.Pourcela,ilsmélangeaientdelachauxetdes
cendresvolcaniquesdelarégiondePouzzoles.C’estdelàqu’estvenuleterme
bienconnude«Pouzzolanique»,quiseditd’unmatériaucapable,enprésence
d’eau,defixerlachaux.
Enrevanche,cettepropriétéd’hydraulicitédumélangeainsiconstituéest
restéetotalementn’expliquéejusqu’auxtravauxdeLouisVicatquiélabore,en
1817,lathéoriedel’hydraulicitéetfaitconnaîtrelerésultatdesesrecherches.
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I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.2. Découverte du ciment Portland.
Ildonnedesindicationsprécisessurlesproportionsdecalcaireetdesilice
nécessairespourconstituerlemélangequi,aprèscuissonàlatempérature
convenableetbroyage,seraunvéritablelianthydrauliquefabriquéindustriellement
:lecimentartificiel.
En1824,JosephAspdin,briqueteuretmaçondeLeeds(Angleterre),breveta
uncimenthydrauliquequ'ilappelacimentportlandparcequesacouleur
ressemblaitàcelledelapierreextraitedescarrièresdel'îledePortlandaulargede
lacôtebritannique.
LaméthodeD'ASPDINconsistaitàdosersoigneusementlecalcaireetl'argile,
lespulvériser,puislescalcinerafind'obtenirduclinker,quiétaitensuitebroyépour
donnerlecimentfini.
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I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.3. Rôle du ciment dans la construction (ciment et ses applications)
Lecimentestunélémentessentieldanslaconstructionquiintervientdansla
compositiondubéton.Cematériaujouelerôledeliantaucontactdel’eau.
Définition d’un liant hydraulique:
C’estunliantquipossèdedespropriétéshydrauliques,c’est-à-dire;qu’ilforme
parréactionavecl’eaudescomposéshydratésstablestrèspeusolublesdans
l’eau.
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Rappelle historique
1800 -1900
Etude des Propriétés
hydrauliques de la chaux
John Smeaton
James Parker
Louis Vicat
Découvert du ciment Portland
Joseph Aspedin
Isaac Johnson
Etude de la composition
chimique et minéralogique
Le Chatelier
Tönebolm
Proposition du standard
pour le Ciment
Wilhelm Michaelis
Invention du four rotatifAtlas Portland Cement
1900 -1950
Préchauffage du four
Précalcinateurdu four
Rappelle historique
1950 -2011
Innovation dans les Instruments de mesure
Réduction du coût et de la quantité d’énergie
Développement essentielle des ressources d’ informations
Développement du système de control à base informatique
Avancement dans les régulations et les techniques pour
contrôler la pollution .
Rappelle historique
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.4. Différents types de ciment.
Ilexistedifférentstypesdecimentsquiserontd’ailleursàchoisirselonlanature
destravauxàfaire.
-LeCimentPortland:quisecomposeessentiellementdeclinker.Ànoterque
pourchaquetypedeciment,ilpeutyavoirdifférentesclassesderésistance.
C’estparexemplelecasdescimentsPortlandblanc,recommandépourlesbétons
esthétiquesdécoratifs.
-LeCimentPortlandComposé:unmélangedeclinkerbroyéetdescendres
volantes.Maisvouspouvezaussirencontrersurlemarchélecimentmétallurgique
oulecimentdehautfourneau.Cedernierestàbasedeclinkerbroyémélangé
avecdulaitiergranulé.
12
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.4. Différents types de ciment.
-LeCimentComposé(àdifférencierduPortlandcomposé):quirenfermetrois
composants,dontleclinker,lelaitierdehautfourneaupuislescendresvolantes.
-LesCimentsSpéciaux:Cesdernierssontnotammentutiliséspourlafabrication
debétonultradure,grâceentreautresàlarésistancedessulfates,ainsiqu’àleur
faibleteneurenalcalis.
13
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.5. Différentes étapes de fabrication du ciment.
14
LeCalcaire est le source principale du CaCO
3.
Le carbonate de calcium est le constituant principale du cru.
Il représente de 75 à 83% de la matière première.
L’Argile est le source principale de Si, Fe et Al
LeClinker est le produit qui sort du four de la cimenterie
Les Additives:Laitier ,pouzzolanes , calcaire , cendre
volante, schiste calciné et fumée de silice peuvent être
ajouter au clinker pour améliorer les caractéristiques
du ciment.
Du calcaire au ciment
LeGypse est ajoutée au clinker comme retardateur de prise.
Le pourcentage et de 2 à 5%.
Le Cimentest un poudre gris obtenu après broyer le clinker
,gypse et additive.
En 1756,Smeatondécouvrait que les chaux qui présent les
meilleures propriétés « hydrauliques» sont celles contenant
des matières argileuses.
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I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.5. Différentes étapes de fabrication du ciment.
16
Première étape : Préparation du cru
Le cimentier doit apporter pour que la matière qu’il introduit
dans le four ait une composition chimique constant .
Cette partie couver les sous étapes suivantes: Extraction des matières
premières (ex: calcaire ) La transportation , le concassage, lemélange,
le contrôle,le stockage , le broyage, l’homogénéisation et le stockage
du cru. Cette partie est très important pour détecter le type du ciment
(Ex. résistant au sulfate) et la composition chimiques.
Les trois étapes de fabrication du ciment
Deuxième étape : La fabrication du clinker
L’atelier de cuisson comporte deux parties :
Précalcinateur: une tour composée de plusieurs étages de cyclonespour
favoriser l’changement de chaleur et assurer la décarbonatation partielle.
Four:il achève la décarbonatationet assure la Clinkérisation
Troisième étape : la production du ciment
Cette étape consiste à broyer le clinker,gypseet additivepour produire
le ciment..
Cette étape et très important pour détecter le classe de résistance et
le type du ciment (portland, modifié ou composé)
Dans le préchauffage
La température est plus petit que 700°C. L’eau libre et combiné s’évaporent.
Les Réactions Chimiques
A l’entré du four
La température est entre 700 et 900°C . Le carbonate de calcium CaCO
3se
décompose pour donner CaOet CO
2selon l’équation: CaCO
3→ CaO+ CO
2
Dans la première section du four
La température est entre 900 et 1200°C. La décarbonatationdevient complète .
Il y a formation de petite cristaux ronds de C
2Sselon l’équation:
2CaO + SiO
2→ Ca
2SiO
4
Dans la deuxième section du four
La température est entre 1200 et 1350°C. La matière se divise en deux
phases ; la phase liquide (Al, Fe, P,S,) et la phase solide (Si,Ca).
La phase liquide joue un rôle important pour minimiser la distance entre
les particules de la phase solide ce qui accélère la réaction entre les
constituants de la phase solide. Le pourcentage de C
2S augment et une
partie de cette phase réagie avec le chaux libre pour produire le C
3S
(cristaux hexagonales) selon l’équation:
CaO+ Ca
2SiO
4 → Ca
3SiO
5
Les Réactions Chimiques
A la sortie du four (la zone de cuisson)
La température est entre 1350 et 1450°C .
Le pourcentage du chaux libre devient négligeable.
Le pourcentage de C
2S diminue et leur dimension augment.
Le pourcentage et dimension de C
3S augments
Dans le Refroidisseur
La phase liquide se cristallise pour donner le C
3A et le C
4AF
Principales phases cristallochimiques du clinker
Ca
3SiO
5 Ca
2SiO
4 Ca
3 Al
2O
6 Ca
4AI
2Fe
2O
lo
3CaO -SiO
2 2CaO -SiO
2 3 CaOAl
2O
3 4CaO Al
2O
3Fe
2O
3
C
3S C
2S C
3A C
4AF
COMPOSITION CHIMIQUE DU CIMENT PORTLAND
Considérations générales
COMPOSITION CHIMIQUE DU CIMENT PORTLAND
COMPOSITION DU CLINKER
Constituants
du clinker
Teneur
en %
Domaine
Moyenne
- ---
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Image d’un clinker au microscope optique
C
3A
C
3S
C
2S
C
4 AF
CaO LIBRE
MgO
100
microns
COMPOSITION CHIMIQUE DU CIMENT PORTLAND
COMPOSITION DU CLINKER
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.6. Choix du procédé de fabrication et des équipements.
Ilexistequatreméthodesdefabricationducimentquidépendent
essentiellementdesmatériaux:
a)Fabricationducimentparvoiehumide(laplusancienne);leplussimplemais
quirequiertleplusd’énergie.
b)Fabricationducimentparvoiesemi-humide(dérivéedelavoiehumide).
FABRICATIONDUCIMENTPARVOIESECHE(laplusutilisée).
d)Fabricationducimentparvoiesemi-sèche(dérivéedelavoiesèche).
23
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
24
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
Laformesouslaquelleseprésentaitlesmatièrespremières(principalementle
carbonatedecalcium)quidéterminaitleprocessusdetraitementainsiquela
méthodedecuisson;ladifférentiationentrelavoiehumideetlavoiesèchese
fabriquaitdoncselonlescritèresreprisdansletableausuivant:
Matières
premières
Traitement Cuisson
Voie humide
et
(semi humide)
Tendes, riches
en eau,
facilement
délayables et
peu apte au
séchage.
Obtention d’une
pate bien dosée,
homogène et d’une
fluidité désirée.
Dans un four rotatif assez long; vu
la quantité d’eau à évaporée.
Voie sèche
et
semi sèche
Dures, pauvres
en eau, aptes au
broyage et au
séchage.
Obtention d’une
poudre sèche, bien
dosée et de finesse
désirée,
(Eventuellement
humide fiée pour la
voie semi sèche).
Dans un four rotatif plus court,
précedéd’un dispositif de pré
chauffage des matières par les gaz
chauds issus du four rotatif.
25
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
Lagrandecriseénergétiquemondialedéclenchéeen
1973,ayanteunotammentpourconséquenceune
augmentationbrutaleetconsidérabledecoutdes
combustibles,lesnouvellescimenteriesserontdésormais
quasitoujoursenvoiesècheenraisond’unemoindre
consommationénergétique.
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I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.7. Les matières premières pour ciment.
Calcaire:Lescalcairessontdesrochessédimentaires,facilementsolublesdans
l’eau,composéesmajoritairementdecarbonatedecalcium(CaCO3),maisaussi
decarbonatedemagnésium(MgCO3).
Ilestcomposéd'aumoins70%decalciteetpeutcontenirdelasilice,de
l’argileetdelamatièreorganiqueainsiquelquesautresminérauxdontlesplus
courantssontladolomite,l’aragoniteetlasidérite,quiinfluentsursacouleur.
Engénéralblanc,lecalcaireexisteaussidansdesteintesdejaune,gris,brun
oumêmenoir.
Marne:Lamarnequ'onappelleaussi,selonsaqualité,tuffeauoupierrede
FranceouencorepierredeMaastricht,estunerochesédimentairecontenantdu
calcaireCaCO3etdel'argileenquantitésenvironéquivalentes.
Mineraidefer:Lemineraideferestunerochecontenantdufer,généralement
souslaformed’oxyde,commel’hématite(Fe2O3=70%).
27
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.7. Les matières premières pour ciment.
Gypse:Legypseestunminéralcomposédesulfatehydratédecalciumde
formuleCaSO4,2H2O.
Sable:Lesableestsouventleproduitdeladécompositiondumicaschistedufait
del’érosion.Ainsi,leplusfréquentdesescomposantsestlequartz,constituantle
moinsaltérabledugranite,ainsiquedesmicasetfeldspaths.
28
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.8.Lesmatièresd’ajouts.
Calcaire(sousdosé(faibleteneureencarbonates).
Laitier:Ensidérurgie,lelaitiercorrespondauxscoriesquisontforméesencours
defusionoud'élaborationdemétauxparvoieliquide.Ils'agitd'unmélange
composéessentiellementdesilice,d'aluminatesetdechaux,ainsiqued’oxydes
métalliques.
Pouzzolane:Leterme«pouzzolane»vientdePouzzolanes,portItalienricheen
sablevolcanique,localiséaupiedduVénusaunorddugolfdeNapele.
Lapouzzolaneestunerochenaturelleconstituéepardesscories(projections)
volcaniquesbasaltiqueoudecompositionproche.Ellepossèdeunestructure
alvéolaire.Lapouzzolaneestleplussouventrougeounoir,avecl'ensembledes
teintesintermédiaires,exceptionnellementgris.
Filler:Lesfillers,quisontdesmatièressouventtrèsfinesetgénéralementà
basedecalcaire.ilssontutiliséstrèspeudanslafabricationdeciment.
29
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
Tuf:Letufestuntypederocheàstructurevacuolairepouvantavoirdeux
origines:
Letufvolcanique,quiprovientdestéphrasdepetitetaillequis'accumulent,
emprisonnantparfoisdesfragmentsplusgros,etsontconsolidésparl'actionde
l’eau.
Letufcalcaireoutravertin,d'originesédimentaireetquiprovientdesions
carbonatedissousdansl'eauquiaprécipitéenmilieucontinental(ruisseau,source
richeencarbonatedissous,etc.)enincluantsouventdestracesdevégétauxoude
coquilles.
Leurcouleurvadugrisaujaunepaille,aubrunouaurouge(tufrougedel’île
dePâques).
30
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
I.9.Lesadjuvantsdemoutures.
Pourquoionutiliselesadjuvantsdemouture?
L’agentdemoutureestunproduitrecommandépourlebroyageduciment,vue
desavantagesquepeutapporter:
Réduitlestendancesàlaré-agglomérationdesfinesparticulesquisecréentlors
duProcèsdecommination;
1)Améliorelarhéologieducimentfini;
2)Augmentel’efficacitédubroyeuretduséparateur;
3)Augmentelaproduction;
4)Réduitl’énergiedebroyage;
5)Régulel’hydratationetoptimiselacinétiqued’hydratationduciment.
6)Augmentelesrésistancesmécaniquesàmoyenetlongterme.
31
I.GENERALITES SUR LE CIMENT
Utilisation
Ilestadditionnéauxmatièresàbroyeràl’entréedubroyeurcimentpar
aspersionsurletapisd’alimentationclinker,ajoutouintroduitdirectementdansle
broyeuràlaided’unecanned’injection.
Ledosageprécispeutêtreobtenuàl’aided’unepompedoseusevolumétrique.
Choixd’unadjuvantdemouture
Lechoixd’unadjuvantdemouturedépondde:
1°/Compositionschimiquesdesmatières(clinker,gypseetajouts)etleurs
régularités(compositionsphysico-chimique).
2°/Naturesdesajouts(ajoutsactif(s)etajoutsinerte(s)).
3°/Proportionsdesajoutsutilisés.
4°/Normedecimentenvigueur.
32
SCHÉMA DE PRINCIPE D’UNE
CARRIÈRE
33
1-Tir de mine
2-Reprise des
matières bruts
8-pilotage de
l’installation, bureau
et labo
3-Transport sur
piste
4-Traitement
des granulats
7-Zone
réaménagée
5-Stockage
6-Chargement
et livraison
clients
Une carrière, c’est le lieu d’où sont extraites, à partir d’un gisement de roche, les
pierres nécessaires pour la construction des bâtiments, des routes, etc…
Pour qu’il y ait une carrière, il faut donc tout d’abord qu’il y ait un gisement de
matériaux dans le sous-sol. il faut que lagéologiesoit favorable !
Pour qu’il y ait une carrière, il faut ensuite un carrier, c’est à dire un industriel qui
a la volonté d’exploiter les pierres du sous-sol.
comme l’exige la réglementation sur les installations classéespour la protection
de l’environnement, le carrier va devoir constituer un dossier et demander une
autorisation pour pouvoir exploiter la pierre qui l’intéresse. il va préparer
undossier d’étude d’impactpour obtenir l’autorisation d’ouvrir une carrière.
SCHÉMA DE PRINCIPE D’UNE CARRIÈRE
34
1 / TIR DE MINE
Une fois que la terre végétale et les stériles situés au dessus des niveaux à
exploiter ont été retirés, il faut utiliser des explosifs pour fragmenter et abattre les
matériaux. chaque tir obéit à un plan de tir précis définissant la foration
(l’emplacement et le nombre de trous), le type d’explosifs, sa quantité, l’heure du
déclenchement et les conditions de sécurité lors de l’opération. c’est le boutefeu,
professionnel spécialisé et formé en conséquence, qui est le responsable des tirs
de mines. la fréquence des tirs de mines est propre à chaque carrière.
SCHÉMA DE PRINCIPE D’UNE CARRIÈRE
35
2/ REPRISE DES MATÉRIAUX BRUTS
Les blocs de roche issus des tirs de mines, appelés également tout-venant, sont
repris par des pelles et chargés dans des dumpers ou acheminés par des bandes
transporteuses vers l’installation de traitement.
3/ TRANSPORT SUR PISTE
Les dumpers, camion à grandes roues d’une charge de 50 tonnes, transportent
le matériau au broyeur primaire en empruntant les pistes de la carrière. la sécurité
de la circulation est primordiale sur un site d’exploitation.
SCHÉMA DE PRINCIPE D’UNE CARRIÈRE
36
4/ TRAITEMENT DES GRANULATS
Les matériaux bruts vont subir des opérations de concassage, de criblage et de
lavage afin d’obtenir une gamme variée de granulats qui répondront aux critères
techniques nécessaires à leur mise en œuvre.
5/ STOCKAGE
Le stockage des produits finis s’opère sous forme de tas individualisés au sol,
soit en silos, en particulier pour les granulométries les plus fines.
6/ CHARGEMENT ET LIVRAISON CLIENTS
Les camions sont chargés et pesés sur un pont-bascule afin d’éviter tout risque
de surcharge. Un arrosage ou un bâchage est recommandé avant la sortie de la
carrière.Le granulat est généralement livré dans un rayon inférieur à 30
kilomètres autour de la carrière.Quelques grandes carrières ont également un
raccordement au rail pour des livraisons sur de plus longue distance, réduisant
ainsi la circulation des camions sur les routes.
SCHÉMA DE PRINCIPE D’UNE CARRIÈRE
37
7/ ZONE RÉAMÉNAGÉE
Tandis que la carrière continue à être travaillée en profondeur, son impact est
réduit par la restauration progressive des fronts supérieurs et par la plantation des
banquettes.Des matériaux stériles sont également employés pour créer des
merlons qui cassent les cônes de vues vers la carrière.
8/ PILOTAGE DE L’INSTALLATION, BUREAUX ET LABO
Pour le bon fonctionnement d’une carrière il est nécessaire d’assurer un
contrôle permanent de la chaîne de traitement, depuis l’alimentation jusqu’au
stockage ou à l’expédition. un contrôle régulier des caractéristiques des granulats
produits permet de garantir la qualité exigée par les clients.
II.CONCASSAGE
II.2.6.Concasseuràclinker
Pourdesraisonsdetempératurepouvantêtre
relativementélevées,leconcasseuràclinker
utilisegénéralementdesmarteauxenacierCD-4
résistantàl'usureetàlatempérature(jusqu'à
400°C).
Latailledesconcasseurss'échelonne,par
rapportàlalargeurdurefroidisseuretaudiamètre
derotationextérieurdesmarteauxettraitedece
faitunelargeplagededébitdeclinkerC
D
A
B
H
54
III. PRE HOMOGENEISATION
III.1. Définition, rôle et importance de la pré
homogénéisation.
Lapréhomogénéisationdesmatières
premièresestuneopérationquiconsisteà
assurerunecompositionchimiquerégulièredu
mélangedesmatièrespremières.
Deséchantillonsdumélangedesmatières
premièressontprélevéslorsdelaconstitutiondes
tasdansunestationd'échantillonnageoumanuel,
ceséchantillonssontanalysésauniveaudu
laboratoiredel'usine.Lesrésultatsdeces
analysespermettentdedéfinirlescorrections
nécessairesàapporteraumélangedesmatières
premières,cemélangeestdénommé en
cimenterieparlecru.
55
III. PRE HOMOGENEISATION
III.1. Définition, rôle et importance de la pré homogénéisation. formation en Chevron formation en minitas étagés formation en Strates formation en Tas successifs
1
234 formation en Tas successifs alternés
2
34
56
IV. BROYAGE-SECHAGE CRU
IV.1. Définition, rôle et importance du broyage.
Lebroyagedecruestuneopérationquiconsisteàpréparerunmélange
homogèneavecunebonnerépartitiongranulométriquepourassurerlesmeilleures
conditionsdecuissondelafarine.
Lebroyagedecrueconsisteàl'introduiredanslebroyeuràcruedanslequelil
subitdesactionsmécaniquespourl'obtentiondelafarine.
Lafarineobtenue(quiestunepoudrefine)eststockéedansunsiloaprèsavoir
subiuneopérationd'homogénéisationpourobtenirunecompositionchimique
régulièredesmatièrespremièresquiserontintroduitesdanslefourpourcuisson.
Lacaractéristiqueessentielleduprocédéestlebroyage-séchage,commeson
noml’indique,quelesopérationsdebroyageetdeséchagesefontsimultanément
dansunmêmeéquipement.
Biensouvent,onrécupèreenpratiquepourcetteutilisationlesgazdesortiesdu
four.
Ondistinguedeuxtypesdebroyeurpourlecru:
57
IV. BROYAGE-SECHAGE CRU
IV.1. Définition, rôle et importance du broyage.
a-Le broyeur-sécheur ventilé(Airswept)
Danslequellegazassureletransportetlasélectiondelamatière.Toutela
matièreàlasortiedubroyeuresttransportéejusqu'auséparateurparunsystème
pneumatique(pasd'élévateuràgodetsàlasortiedubroyeur).
58
IV. BROYAGE-SECHAGE CRU
IV.1. Définition, rôle et importance du broyage.
b-Lebroyeur-sécheurclassiqueavecgrilleetuncircuitdesélection
(séparation)autonome.
59
IV. BROYAGE-SECHAGE CRU
IV.2. Différents types de broyeurs
IV.2.1. Broyeur à boulets
Broyeuràboulets:Grandcylindremétalliquehorizontalmisenrotationet
rempliau1/3debouletsd’aciersquibroientlamatièreenseheurtantetense
frottantdansunmouvementdecascade.
60
V. SEPARATEURS
V.2.Séparateursdynamique
A-Séparateurs de seconde génération
Désavantages des séparateurs dynamiques de 2ème génération
-Plusd'espacenécessaire.
-Moinsefficacequelesséparateursàcage.
68
VI. FILTRATION
VI.3.Dépoussiérageparcyclonage
Laséparationparcyclonaleesttrèsutilisée.Sonefficacitédiminueavec
l'augmentationdudiamètreetaveclatempérature.
L'efficacitéourendementd'uncyclonededépoussiérageexprimelaquantitéde
matièreséparéeparrapportàcellecontenueinitialementdanslegaz.La
perméanceexprimequandàelle,letauxdematièrequin'estpasséparée.250
1000 644
256
485
e
d
60
120
a
a
b
i
4
4
b
c
h
4
4
f g
b
80
VII. TRANSPORTEURS MATIERES
VII.1.Transporteursmatièrespneumatique
VII.1.3. Transporteur pneumatique à vis
sans fin.
Lamatières'écoulantdelatrémie,est
repriseparlavissansfin,dontlepasdes
spiresdécroîtcompactantprogressivementla
matière,alors,lavitessedelamatièresousla
trémiedécroîtde2,8à1,9m/senboutdevis,
d'ouunfacteurdecompressionde1,47(cette
valeurquireprésenteaussilerapportdes
densitésàl’entréeetàlasortiepeutêtredans
certainscasavoisiner2)empêchantainsile
retourd'airàtraverslavis.Lavistourneàdes
vitessesdel'ordrede965t/mn.Lamatière
véhiculéeparlavis,sedéversedansla
chambredemélangeoùl'aircomprimé
emportelamatièrepulvérulentedansla
conduitedetransport.L'aircompriméde
transportarrivedanslachambredemélange
parlesbuses(oulavitessedel'airatteint300
m/s)dontlenombrequidépenddelataillede
lapompevarieentre11et17.coquille anti-usure paliers doubles
buses d'injection d'air
clapet anti retour
nbre ~ 11 à17
manomètre
manomètre vis sans fin
bord d'attaque avec dépot
de carbure de chrome
84
VII. TRANSPORTEURS MATIERES
VII.1. Transporteurs matières pneumatique
VII.1.3. Transporteur pneumatique à vis sans fin.
-L'alimentation en produit se fait par la trémie dépoussiérée de la pompe.
-La trémie de la pompe n'est pas une trémie tampon.
-La vis en rotation compresse le produit et forme un bouchon au niveau du nez de la
vis. La vis.est totalement remplie de produit.
-Le bouchon de produit et le produit dans le reste de la vis assurent l'étanchéité à la
contre pression.
-La pression du produit crée par la vis maintient le clapet battant en position
ouverte.
-Le produit rencontre le flux d'air et le transport commence
1. Entrée matière.
2. Trémie avec bride de dégazage.
3. Vis de transport et de compression.
4. Boîte de sortie.
5. Etanchéité et roulement à chaque extrémité de la vis.
6. Chambre de mélange Gaz / Produit.
7. Entrée du gaz de transport.
8. Connexion avec le transport pneumatique. 85
VII. TRANSPORTEURS MATIERES
VII.2.Transporteursmatièresmécanique
VII.2.1.Transporteuràvis
Untransporteuràvisestunsystèmedetransportdematériaufaisantappelau
principedelavisd’Archimède.
.décharge
alimentation
vis sans fin
pas décharge
GxG
FxF
E
100
B
A
DS
l
L
86
VII. TRANSPORTEURS MATIERES
VII.2.Transporteursmatièresmécanique
VII.2.2. Elévateur à godets.
a)Elévateur à godets à chaîne à décharge
centrifuge.
b)Elévateur à godets à bande à décharge
centrifuge.
c)Elévateur à godets à chaîne à décharge
centrale.t
D
e/2
h
v
k
x
i
s
D
g
50
k
v
e
m
n
3000 w
f
r
y
pmax t
D
e/2
h
v
k
x
i
s
D
g
50
k
v
e
m
n
3000 w
f
r
y
pmax D
e/2
h
v1
400
x
i
s
D
g
50
k
v
e
m
n
3000 w
f
r
y
pmax
g1
k1
40°
89
VII. TRANSPORTEURS MATIERES
VII.2.Transporteursmatièresmécanique
VII.2.3. Transporteur à écailles (dit aussi à augets)
Les chaînes à godets (voir Fig. ) sont généralement utilisées pour le transport
des matières plutôt chaudes à l'horizontal ou sur un plan incliné jusqu'à 45°. Leur
fiabilité est très grande.convoyeur à écailles horizontal convoyeur à écaille incliné 700
1800
E x 500
A
H
C2
C1 (min 4750 mm)
D
1585 630 x B
90
VII. TRANSPORTEURS MATIERES
VII.2. Transporteurs matières mécanique
VII.2.4. Transporteur à chaine à raclettes
Leconvoyeuràchaîneàraclettesestutilisépourletransportenvracdes
matièrespremièresprovenantduconcassageouduséchage,duclinkerjusqu'àdes
températuresdeplusde200°Cetdesproduitspulvérulentscommelafarinecrue
ouleciment.
Letransporteurquiestétanchepeutêtreàchaînedoubleouchaînecentrale.Il
permetdetransporterlamatièreàl’horizontaletselonunplaninclinéjusqu'à30°.
Letransportàlaverticalpeutêtreréaliséavecuneconceptionséparéedes
compartimentsderenvoietderetour.convoyeur à chaîne à raclettes
91
VII. TRANSPORTEURS MATIERES
VII.2.Transporteursmatièresmécanique
VII.2.6.Transporteurtabliermétallique
Lestabliersmétalliquesserventàl'alimentationdesconcasseursenmatièretout
venant.Ilssontgénéralementinclinéde20ou23°parrapportàl'horizontale,alors
quelesparoislatéralesdelatrémieontunangled'inclinaisonde20°engénéral.c
G
D
93
VII. TRANSPORTEURS MATIERES
VII.2.Transporteursmatièresmécanique
VII.2.7.Transporteuràbande
Elleestconstituéeessentiellementd'unebandesansfinenmatériausouple
entraînéeetsupportéepardespouliesmotorisées.Labande,plusoumoinslarge,
comporteunbrininférieuretunbrinsupérieur,lequelsupporteetentraînela
marchandiseposéedessus.Ellepeutêtremuniedenervuresenchevrons
permettantunmeilleurentraînementdelamarchandise.45°
aspiration
bavette
détail A
jeux = 50mm
alimentation matière
500 mm
minimum 45°
500 mm minimum
déversement matière
94
IX. CUISSON
IX.1. Définition, rôle et importance de la
cuisson.
Cuisson:Lescomposésducimentsontcuits
dansdesfoursoù,àenviron1450°C,ilsprennent
uneconsistancepâteuseetsontprochesdela
fusion.Alafindelacuissonilsformentleclinker.
Clinkérisation:Passagedelamatièrede
l’étatdefarinecrueàl’étatdeclinker(cuisson).
Clinker:Produitdelacuissondesconstituants
duciment,àlasortiedufouretavantbroyage.Le
clinkerseprésentesousformedenodulesdurset
cristallisés,deteintegrisfoncépourlesciments
habituels.
103
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IX. CUISSON
IX.1. Définition, rôle et importance de la
cuisson.
Lacompositionminéralogiqueduclinker
obtenuaprèscuissondesmatièrescruesest
fonctiondelacompositiondumélangemaisaussi
delatempératuredecuissonetdesconditionsde
refroidissement(trempeàl’air).
Leclinkerestunconstituantduciment,qui
résultedelacuissond'unmélangecomposé
d'environ80%decalcaire(quiapportelecalcium)
etde20%dematériauxaluminosilicates
(notammentlesargilesquiapportentlesilicium,
l'aluminiumetlefer).La«farine»oule«cru»est
forméedumélangedepoudredecalcaireet
d'argile.Cettecuisson,laClinkérisation,sefaità
unetempératured'environ1450°Cquiexpliquela
forteconsommationénergétiquedeceprocessus.
Leclinkerseprésentesouslaformede
nodulesdursetcristallisés,deteintegrisfoncé(les
cimentshabituels).
104
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IX. CUISSON
IX.2. Différents équipements de l’atelier de
cuisson.
IX.2.1. ECHANGEURS DE CHALEUR :
comportant une série de quatre à cinq cyclones
dans lesquels la poudre déversée à la partie
supérieure descend vers l’entrée du four rotatif.
Elleseréchauffeaucontactdesgazchauds
circulantàcontrecourant(lesparticulessont
chaufféesensuspensiondansunfluxdegaz
chaud),ensortantdecefour,etsedécarbonate
enpartie.
Unedécarbonatationpluscomplètepeutêtre
obtenueparl’ajoutd’unfoyercomplémentaire
situédanslecycloneinférieur(précalcination).La
poudreestainsiportéeàunetempérature
compriseentre800°Cet1000°C.8 1 0 ° C
7 0 0 ° C
5 3 0 ° C
3 2 0 ° C
5 0 ° C
3 4 0 ° C
5 4 0 ° C
7 0 0 ° C
8 3 0 ° C
1 1 5 0 ° C
1 , 3 5 - 1 , 5 5 N m ³ / k g c l i
d éc a r b o ~ 3 5 - 4 0 %
105
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IX. CUISSON
IX.2. Différents équipements de l’atelier de
cuisson.
IX.2.2. LE FOUR HORIZONTAL ROTATIF :
estdécritcommeétantuncylindreenacier,animé
d’unevitessederotationvariablepouvantatteindre
4tr/mn.Cetubeappeléaussivirolereposepar
l’intermédiairedebandages,aunombrededeuxà
trois,surdesgalets,ilestrevêtuàl’intérieurde
briquesréfractairesetprésenteuneinclinaisonde
3,5%parrapportàl’horizontaledanslesensde
l’écoulementdelamatière,cetteinclinaison
combinéeaveclarotationfontquelamatière
puisseprogresserdel’amontdufour(enpartie
haute),pargravité,verslazonedeClinkérisation
(environ1450°C).Lalongueurdufourpeut
atteindreles90mètres,sondiamètrevarieentre
5,4et5,7mètres.
106
IX. CUISSON
IX.2. Différents équipements de l’atelier de cuisson.
IX.2.2.LEFOURHORIZONTALROTATIF:
Enamont,laliaisonentrelefouretlepréchauffeur,estréaliséeparlebiaisde
laboiteàfuméequiestunegaineenchaudronnerie,revêtueintérieurementde
matériauxréfractaires.
Enaval,ilestreliéaveclerefroidisseurparlecapotdechauffe,réaliséaussi
enchaudronnerie,ilestrevêtuintérieurementdematériauxréfractaires.
107
IX. CUISSON
IX.2. Différents équipements de l’atelier de cuisson.
IX.2.3.REFROIDISSEUR :estsituéàl’avaldufour,c’estunrefroidisseuràgrilles
horizontalesàcommandehydraulique.Produitparcesventilateursestinsufflésous
lesgrillespardeschambresdesoufflage.
Lerefroidisseurauntriplerôle:
a)Refroidirleclinkerquisortdufour.
b)Récupérerlemaximumdechaleurcontenudansleclinker.
c)Assurerlatrempedeclinkerparunrefroidissementénergétiqueetrapide.
108
IX. CUISSON
IX.2.Différentséquipementsdel’atelierdecuisson.
IX.2.4.BRULEUR:estl’élémentmécaniquequiassurelaproductiondechaleur
enassurantunmélangeentreuncombustible(gazeux,liquideousolide),avecun
comburant(généralementdel’air,contenantnaturellementdel’oxygéne),
produisantainsiunecombustion.
109
IX. CUISSON
IX.2.Différentséquipementsdel’atelierdecuisson.
110