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CA 02863849 2014-08-06
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INSTALLATION DE BROYAGE DE MATIERES MIN ERALES
La présente invention concerne une installation de broyage de
matières minérales, notamment pour l'équipement d'une cimenterie.
La fabrication de ciment fait intervenir une pluralité d'étapes.
Classiquement, lors d'une étape d'extraction, des blocs de matières minérales
sont extraits d'une carrière puis concassés. Lors d'une première étape de
broyage, les matières minérales concassées sont broyées pour donner un cru.
Lors d'une étape de cuisson, le cru est cuit à une température de l'ordre de
1450 C pour donner un clinker. Enfin, lors d'une seconde étape de broyage le
clinker est mélangé avec une matière minérale additionnelle concassée, par
exemple du gypse, puis broyé pour donner un ciment de composition désirée.
La consommation électrique engendrée par la mise oeuvre des
première et seconde étapes de broyage représente entre 50% et 80% de la
consommation électrique totale d'une fabrique de ciment.
Dans un souci constant de réduire les coûts d'exploitation et
l'impact environnemental de telles fabriques, les installations de broyage de
matières minérales ont évolué depuis une vingtaine d'années.
Jusque dans les années 1980, de telles installations utilisaient des
broyeurs à boulets selon un procédé de broyage qui consiste à faire passer la
matière à broyer au travers d'un tube horizontal en rotation contenant des
boulets métalliques. Ce principe de broyage de la matière possède un très
faible rendement énergétique.
Ultérieurement, les installations ont progressivement évolué vers le
principe de broyage en lit de matière qui offre un rendement énergétique plus
favorable. Ceci s'est concrétisé par l'adoption de broyeurs verticaux à
galets.
Le fort gain en rendement énergétique qui a accompagné ces technologies est
contrebalancé par une complexification accrue de l'installation et, par la
nécessité de mouiller la matière à broyer, ce qui rajoute une étape
supplémentaire de séchage coûteuse en énergie thermique.
Simultanément, des améliorations à la fois métallurgiques et des
procédés de séparation granulométrique de la matière, ont permis le
développement du broyage avec presse à rouleaux. Ce type de broyeur, qui
utilise aussi le principe du broyage en lit de matière, offre à la fois, de
par
l'utilisation de la gravité pour l'admission de la matière, une consommation
d'énergie réduite et une simplification de l'installation de broyage.
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Aujourd'hui, les installations de broyage de matières minérales
avec presse à rouleaux comportent classiquement un séparateur statique de
type cascade, un séparateur dynamique de type troisième génération et une
presse à rouleaux.
Une telle installation, si elle est parfaitement adaptée pour assurer
une granulométrie adéquate du produit final, consomme une quantité d'énergie
encore conséquente.
En outre, la presse à rouleaux, le séparateur statique de type
cascade et le séparateur dynamique sont agencés séparément et doivent alors
être disposés à l'intérieur d'un atelier volumineux.
Une telle installation nécessite l'utilisation d'un élévateur de grande
capacité assurant une charge circulante d'au moins cinq fois le débit de
l'installation. Lorsque la capacité de l'élévateur dépasse les limites de la
technique, il est nécessaire de disposer deux élévateurs en parallèle, ce qui
accroit le coût de l'installation.
Enfin, une telle installation ne peut accepter un taux d'humidité des
matières minérales supérieure à 4%. Dans le cas contraire, les phénomènes
de condensation sont susceptibles d'entrainer le colmatage des rouleaux.
L'invention vise à pallier tout ou partie de ces inconvénients.
L'invention concerne une installation de broyage compacte de
matières minérales, notamment pour l'équipement d'une cimenterie,
caractérisée en ce qu'elle comporte :
- une enceinte hermétique s'étendant selon une direction verticale,
ladite enceinte comprenant au moins une première bouche raccordée à un
conduit d'amenée des matières minérales, une deuxième bouche raccordée à
un premier conduit d'extraction de particules fines, une troisième bouche
raccordée à un second conduit d'extraction de particules grossières
résiduelles, et une quatrième bouche d'admission de gaz;
- au moins une presse à rouleaux logée à l'intérieur de l'enceinte
dans une partie intermédiaire de celle-ci, la presse à rouleaux étant agencée
pour broyer les matières minérales, de manière à former des particules fines,
des particules intermédiaires, et des particules grossières résiduelles ;
- au moins un premier séparateur, de préférence de type cascade,
logé à l'intérieur de l'enceinte dans une partie inférieure de celle-ci,
agencé
pour séparer :
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= d'une part les particules grossières résiduelles issues de la
presse à rouleaux en vue de leur extraction par le second conduit
d'extraction;
et
= d'autre part les particules fines et les particules
intermédiaires issues de la presse à rouleaux ;
- un deuxième séparateur, de préférence dynamique, logé à
l'intérieur de l'enceinte dans une partie supérieure de celle-ci, agencé pour
séparer les particules fines des particules intermédiaires, en vue du broyage
des particules intermédiaires par la presse à rouleaux ; et
- des moyens d'aspiration configurés pour extraire uniquement les
particules fines par le premier conduit d'extraction.
Il doit être observé que l'installation selon l'invention ne consiste
nullement à raccorder en série, par des conduits, une presse à rouleaux, un
premier séparateur et un deuxième séparateur logés dans des enceintes
respectives, mais à loger à l'intérieur d'une même enceinte au moins une
presse à rouleaux, un premier séparateur et un second séparateur.
Par direction verticale on entend une direction sensiblement
rectiligne de bas en haut.
Un séparateur dynamique est par exemple de troisième génération
qui met en oeuvre laforce centrifuge pour séparer les particules fines des
particules intermédiaires, alors que les séparateurs de première et deuxième
génération n'utilisent que la gravité.
L'installation selon l'invention trouve par exemple application pour
la mise en oeuvre de la première ou de la seconde étape de broyage.
En conditions de fonctionnement, les matières minérales amenées
dans l'enceinte par le conduit d'amenée sont broyées par la presse à rouleaux,
formant des particules grossières résiduelles, des particules intermédiaires
et
des particules fines.
Les particules grossières résiduelles, les particules intermédiaires
et les particules fines sont séparées par le premier séparateur. D'une part,
les
particules grossières résiduelles sont extraites par le second conduit
d'extraction, de préférence pour être broyées à nouveau.
D'autre part, les particules fines et intermédiaires sont emportées
par un courant gazeux ascendant au voisinage du deuxième séparateur, en
partie grâce aux moyens d'aspiration, participant à la circulation dudit
courant
gazeux.
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Le deuxième séparateur sépare les particules intermédiaires des
particules fines. D'une part, les moyens d'aspiration extraient les particules
fines, légères, par le premier conduit d'extraction. D'autre part, les
particules
intermédiaires, plus lourdes, tombent par gravité dans la presse à rouleaux,
en
vue d'être broyées à nouveau.
Les matières minérales sont amenées du conduit d'amenée à la
presse à rouleaux, et de la presse à rouleaux au premier séparateur par
gravité.
De plus, les principaux composants de l'installation sont regroupés
dans une même enceinte ce qui limite les moyens de transfert de matière d'un
composant à un autre, et par suite la consommation énergétique de
l'installation.
Seules les particules grossières résiduelles sont extraites de
l'enceinte par le second conduit d'extraction, ce qui permet de minimiser la
quantité de particules susceptibles d'être réintroduites dans l'enceinte par
le
conduit d'amenée. Aussi, l'énergie et la capacité nécessaires à un élévateur
pour collecter les particules grossières résiduelles issues du second conduit
d'extraction et remonter ces particules grossières résiduelles au conduit
d'amenée sont réduites.
Une telle installation permet une circulation des matières minérales
dans l'enceinte de haut en bas par gravité en passant par la presse à rouleaux
et une circulation de gaz chauds de bas en haut à contre-courant des matières
minérales, en passant par la presse à rouleaux.
Par gaz chaud on entend des gaz dont la température est
comprise entre la température ambiante et 250 C.
Ainsi, les gaz chauds sèchent les matières minérales dès leur
introduction dans l'enceinte, puis à travers la presse à rouleaux. Les gaz
chauds permettent également la mise en chauffe de l'installation et son
maintien en température.
Il est ainsi possible d'introduire des matières minérales humides
directement dans l'enceinte. L'humidité du mélange à broyer n'est plus limitée
à 3 ou 4% mais peut être comparée à l'humidité acceptée par les broyeurs
verticaux à galets soit 15%. Les opérations de broyage s'effectuent ainsi à la
température optimale de broyage qui se situe autour de 80/90 . Ainsi,
d'éventuelles opérations de séchage préalables à l'introduction des matières
minérales dans l'enceinte peuvent être supprimées.
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En outre, lorsque l'installation est utilisée pour fabriquer du ciment,
il est possible d'ajuster la température des gaz chauds à la sortie de la
presse
à rouleaux, de manière à maîtriser la déshydratation du gypse.
Par ailleurs, les particules intermédiaires les plus lourdes
5 entraînées vers le haut par les gaz chauds retombent par leur propre poids
dans la presse à rouleaux sans aller jusqu'au deuxième séparateur. Les
particules intermédiaires les plus légères sont entrainées jusqu'au deuxième
séparateur où elles sont triées d'avec les particules fines et retournent dans
la
presse à rouleaux pour être broyées à nouveau.
Les particules intermédiaires sont ainsi recirculées à l'intérieur de
l'enceinte jusqu'à devenir des particules fines susceptibles d'être emportées
par les gaz chauds jusqu'au deuxième séparateur puis à travers la deuxième
bouche. Plus spécifiquement, une partie des particules intermédiaires est
recirculée dans la presse à rouleaux sous l'effet du second séparateur. Une
autre partie des particules intermédiaires est recirculée dans la presse à
rouleaux sous l'effet de la gravité.
Il est ainsi possible de réduire :
- la quantité de particules recirculées à l'extérieur de l'enceinte et
donc de réduire la capacité et la puissance des moyens de convoyage
extérieurs à l'enceinte ;
- la quantité de particules intermédiaires entrainées jusqu'au
second séparateur ;
- la taille du second séparateur conséquence de l'augmentation de
la recirculation interne sans passer par le deuxième séparateur et de la
diminution de la recirculation externe.
Il est enfin possible de réduire la pression appliquée entre les
rouleaux, et par suite d'améliorer l'efficacité de la presse à rouleaux
(l'efficacité
étant exprimée en kWh/tonne).
L'installation selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des
caractéristiques suivantes.
Suivant une caractéristique, l'enceinte est fixe.
Suivant une autre caractéristique, la deuxième bouche débouche
dans l'enceinte dans une partie supérieure de celle-ci, et la quatrième bouche
d'admission de gaz débouche dans l'enceinte dans une partie inférieure de
celle-ci.
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De préférence, la deuxième bouche débouche dans l'enceinte au
dessus du deuxième séparateur, et la quatrième bouche d'admission de gaz
débouche en dessous du premier séparateur.
Suivant une caractéristique, la presse à rouleaux et le deuxième
séparateur sont agencés à l'intérieur de l'enceinte de manière à ménager un
espace pour permettre à au moins une partie des particules intermédiaires
emportées par des gaz chauds, notamment les plus lourdes, de retomber dans
la presse à rouleaux par gravité, sans passer par le deuxième séparateur.
De préférence, la presse comporte un dispositif de réglage de la
vitesse des gaz situé par exemple au niveau du plan horizontal médian de la
presse à rouleaux. Ce dispositif peut comprendre des ouvertures obturables
partiellement ou complètement.
Dans sa forme d'exécution préférée, le ou chaque premier
séparateur comprend :
- au moins une grille agencée pour désagglomérer des
agglomérats de particules fines, intermédiaires et grossières résiduelles
issues
de la presse à rouleaux, et guider par gravité les particules grossières
résiduelles vers le second conduit d'extraction, et
- des moyens d'insufflation agencés pour insuffler des gaz chauds
à travers des mailles de ladite grille, de manière à emporter les particules
fines
et les particules intermédiaires issues de la presse à rouleaux au voisinage
du
deuxième séparateur.
En conditions de fonctionnement, les particules intermédiaires et
fines issues de la presse à rouleaux, qui sont légères, sont emportées au
voisinage du deuxième séparateur par les gaz chauds insufflé à travers les
mailles de la grille et par les moyens d'aspiration.
Les particules fines sont alors aspirées par le conduit d'extraction
tandis que les particules intermédiaires retombent par gravité en vue d'être
broyées par la presse à rouleaux.
Les particules grossières résiduelles, plus lourdes, sont guidées
par la grille vers le second conduit d'extraction en vue d'être extraites de
l'enceinte, et remontées au conduit d'amenée.
Avantageusement, les moyens d'insufflation comprennent au
moins un conduit d'insufflation de gaz débouchant à l'intérieur de l'enceinte
par
la ou chaque quatrième bouche, ledit conduit d'insufflation étant
fluidiquement
raccordé au premier conduit d'extraction, de sorte que les gaz chauds extrait
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de l'enceinte par le premier conduit d'extraction soit réinsufflé dans
l'enceinte
par le conduit d'insufflation.
Suivant une caractéristique, l'installation comporte un entonnoir
disposé sous le deuxième séparateur pour collecter les particules
intermédiaires rejetées par ce deuxième séparateur, et les matières minérales
amenées par le conduit d'amenée, et alimenter la presse à rouleaux avec ces
particules intermédiaires et ces matières minérales.
L'entonnoir assure alors la fonction de cône de refus.
De préférence, le conduit d'amenée et le second conduit
d'extraction sont chacun équipés d'un sas d'étanchéité.
Dans ces conditions, la pression à l'intérieur de l'enceinte n'est pas
altérée par l'air ambiant à pression atmosphérique lors de l'amenée des
matières minérales par le conduit d'amenée ou de l'extraction des particules
grossières résiduelles par le second conduit d'extraction.
Suivant une caractéristique, l'installation comporte des moyens de
convoyage agencés pour collecter les particules grossières résiduelles issues
du second conduit d'extraction et pour remonter ces particules grossières
résiduelles au conduit d'amenée.
Suivant une caractéristique, l'installation comporte :
- une trémie alimentée en matières minérales, logée à l'intérieur de
l'enceinte au-dessus de la presse à rouleaux ;
- des moyens de mesure d'une grandeur représentative de la
quantité de matières minérales contenue dans la trémie, telle que la masse ou
le niveau de remplissage de la trémie.
Les particules intermédiaires emportées par les gaz chauds et
retombant par gravité sans passer par le deuxième séparateur sont
avantageusement collectées par la trémie.
Les moyens de mesure permettent une régulation de la quantité de
matière dans la trémie, en augmentant ou en réduisant le débit de matière
minérale amené par la conduite d'amenée suivant la mesure.
Suivant une autre caractéristiques, l'installation comporte des
moyens d'obturation et de réglage adaptés pour ajuster l'épaisseur et la
position de la veine de matière au-dessus de l'entrefer entre les rouleaux.
Par exemple, les moyens d'obturation et de réglage comportent :
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-des moyens d'obturation déplaçables dans une position
d'obturation et dans une position de libération, respectivement, interdisant
et
autorisant l'alimentation de la presse à rouleaux en matières minérales ;
- des premiers moyens de motorisation configurés pour déplacer
les moyens d'obturation dans leur position de libération ou dans leur position
d'obturation ;
- des moyens de réglage déplaçables relativement aux moyens
d'obturation ; et
- des seconds moyens de motorisation configurés pour déplacer
les moyens de réglage relativement aux moyens d'obturation, pour ajuster
l'épaisseur et la position de la veine de matière au-dessus de l'entrefer
entre
les rouleaux.
Les moyens d'obturation et de réglage peuvent prendre la forme de
volets inférieurs et volets supérieurs disposés sous la trémie.
L'association des premiers et seconds moyens d'obturation et de
réglage permet d'optimiser le débit, exprimé en tonnes par heure, et
l'efficacité,
exprimée en kilo Watt heure par tonne (kWh/t), de l'installation.
En outre, une telle association améliore la stabilité de broyage de
la presse à rouleaux. En effet, les moyens d'obturation permettent
d'équilibrer
la puissance absorbée par chaque rouleau et les moyens de réglage
permettent de saturer l'entrefer entre les rouleaux.
Avantageusement, la ou chaque presse à rouleaux comprend au
moins un premier et un second rouleaux montés rotatifs autour d'axes
sensiblement parallèles, et des moyens de réglage adaptés pour régler la
largeur de l'entrefer séparant les premier et second rouleaux.
De préférence les axes des rouleaux sont horizontaux.
De préférence, la ou chaque presse à rouleaux est associée à un
premier séparateur respectif, chaque premier séparateur comprenant deux
portions de grilles inclinées l'une par rapport à l'autre, les portions de
grilles
présentant des bords inférieurs tournés vers une seconde bouche respective et
des bords supérieurs joints l'un à l'autre et disposés à l'aplomb de
l'entrefer
séparant les premier et second rouleaux.
Ainsi, l'installation est équipée d'un double séparateur.
Dans une forme d'exécution, les moyens d'aspiration comprennent
un ventilateur disposé à l'extérieur de l'enceinte.
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Suivant une caractéristique, le deuxième séparateur comprend une
turbine montée en rotation à l'intérieur de l'enceinte et une pluralité
d'aubages
fixes à l'intérieur de l'enceinte concentriques avec la turbine.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit
en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple
non limitatif, une installation de broyage de matières minérales selon
l'invention.
Figure 1 est une vue schématique de face d'un ensemble d'une
installation de broyage selon l'invention ;
Figure 2 est une vue schématique partielle de côté de l'ensemble
de figure 1 ; et
Figure 3 est une vue schématique partielle de l'installation équipée
de l'ensemble des figures 1 et 2.
La figure 1 représente un ensemble 1 pour une installation 50 de
broyage (représentée à la figure 3). L'ensemble 1 comporte une enceinte 2 fixe
hermétique s'étendant selon une direction 4 principale verticale. L'enceinte 2
comprend une paroi supérieure 2a, une paroi inférieure 2b et au moins une
paroi latérale 2c reliant les parois supérieure 2a et inférieure 2b.
L'enceinte 2 comprend une bouche 6 ménagée à travers la paroi
supérieure 2a. Cette bouche 6 est raccordée à un conduit d'extraction 8 de
particules fines.
L'enceinte 2 comprend deux bouches 10 ménagées à travers la
paroi inférieure 2b. Les bouches 10 sont raccordées à un conduit d'extraction
12 de particules grossières résiduelles. Le conduit d'extraction 12 est équipé
d'un sas d'étanchéité 14, ici de type pendulaire, et de moyens de convoyage
(non représentés).
L'enceinte 2 comprend une bouche 16 ménagée à travers la paroi
latérale 2c. Cette bouche 16 est raccordée à un conduit d'amenée 18 de
matières minérales. Le conduit d'amenée 18 est équipé d'un sas d'étanchéité
20, ici à triple clapets. En variante, le sas d'étanchéité 20 peut être de
type
alvéolaire rotatif.
L'enceinte 2 comprend enfin des bouches 22 ménagées à travers
la paroi latérale 2c. Ces bouches 22 sont raccordées à des conduits
d'insufflation 24 d'un gaz chaud (représentés aux figures 2 et 3).
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L'ensemble 1 comporte un séparateur 27 logé à l'intérieur de
l'enceinte 2, en partie supérieure de celle-ci. La fonction du séparateur 27
est
précisée par la suite.
Le séparateur 27 est un séparateur dynamique de troisième
5
génération. Le séparateur 27 comprend des aubes 28a fixées à l'intérieur de
l'enceinte 2 et une turbine 28b montée rotative à l'intérieur de l'enceinte 2
à
l'aplomb de la bouche 6. La turbine 28 est adaptée pour régler la finesse du
produit fini, sa vitesse étant augmentée pour affiner le produit fini et
diminuée
pour grossir le produit fini.
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L'ensemble 1 comporte un entonnoir 26 ou cône de refus logé à
l'intérieur de l'enceinte 2. L'entonnoir 26 est disposé sous la turbine 28, à
l'aplomb de cette turbine 28 et agencé de sorte que le conduit d'amenée 18
déverse les matières minérales à l'intérieur de celui-ci.
L'ensemble 1 comporte une presse 30 logée à l'intérieur de
l'enceinte 2 dans une partie intermédiaire de celle-ci. La presse 30 est
agencée
pour broyer les matières minérales déversées dans l'entonnoir de manière à
former des particules fines, des particules intermédiaires et des particules
grossières résiduelles.
La presse 30 comprend deux rouleaux 32 montés rotatifs autour
d'axes sensiblement parallèles. A titre d'exemple, les axes sont ici
horizontaux,
et les rouleaux 32 présentent un diamètre sensiblement égal.
La presse 30 comprend des moyens de réglage (non représentés)
adaptés pour régler la largeur de l'entrefer 34 séparant les rouleaux 32.
L'ensemble 1 comporte une trémie 38 alimentée par l'entonnoir 26.
La trémie 38 est disposée entre l'entonnoir 26 et la presse 30, à l'aplomb de
l'entonnoir 38 et de la presse 30.
L'ensemble 1 comporte des moyens de mesure (non représentés)
de la masse de matières minérales contenues dans la trémie 38 ou de la
hauteur des matières minérales contenues dans la trémie 38.
L'ensemble 1 comporte en outre des moyens d'obturation et de
réglage 36 adaptés pour ajuster l'épaisseur et la position de la veine de
matière
au-dessus de l'entrefer 34 entre les rouleaux 32.
Les moyens d'obturation et de réglage 36 comprennent :
- des moyens d'obturation 40 déplaçables dans une position
d'obturation et dans une position de libération, respectivement, interdisant
et
autorisant l'alimentation de la presse 30 à rouleaux en matières minérales ;
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- des premiers moyens de motorisation 41, tel que des vérins,
configurés pour déplacer les moyens d'obturation 40 dans leur position de
libération ou dans leur position d'obturation ;
- des moyens de réglage 37 déplaçables relativement aux moyens
d'obturation 40 ; et
- des seconds moyens de motorisation 39, tels que des vérins,
configurés pour déplacer les moyens de réglage 37 relativement aux moyens
d'obturation 40 de manière à ajuster l'épaisseur et la position de la veine de
matière au-dessus de l'entrefer 34 entre les rouleaux 32.
L'ensemble 1 comporte un séparateur 42 logé à l'intérieur de
l'enceinte 2, en partie inférieure de celle-ci. Le séparateur 42 est agencé
pour
séparer d'une part les particules fines et les particules intermédiaires, et
d'autre
part les particules grossières résiduelles issues de la presse 30.
Le séparateur 42 est un séparateur statique de type cascade. Le
séparateur 42 comprend une grille 44 agencée pour guider par gravité les
particules grossières résiduelles issues de la presse 30 vers les bouches 10.
Dans la forme d'exécution représentée, la grille 44 comprend deux
portions de grilles 44a, 44b inclinées l'une par rapport à l'autre. Les
portions de
grilles 44a, 44b présentent chacune un bord inférieur tourné vers une bouche
10 respective et un bord supérieur opposé au bord inférieur. Les bords
supérieurs des portions de grilles 44a, 44b sont joints et disposés à l'aplomb
de
l'entrefer 34 séparant les rouleaux 32.
Le séparateur 42 comprend en outre des moyens d'insufflation
agencés pour insuffler du gaz chaud à travers des mailles de la grille 44, de
manière à mettre en suspension des particules fines et des particules
intermédiaires issues de la presse 30 à l'intérieur de l'enceinte 2 et
permettre
leur aspiration par le conduit 8 sous l'action d'un ventilateur 82 (représenté
à la
figure 3) générant un courant gazeux ascendant à l'intérieur de l'enceinte 2.
L'ensemble1 comprend des moyens de convoyage agencés pour
collecter les particules grossières résiduelles issues du conduit 12
d'extraction
et pour alimenter le conduit 18 d'amenée avec ces particules grossières
résiduelles. Par exemple, les moyens de convoyage comprennent un élévateur
46 à godets.
Lors du fonctionnement de l'ensemble 1 le ventilateur 82 et les
conduits d'insufflation 24 mettent en circulation un courant gazeux ascendant.
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Les matières minérales sont déversées par le conduit d'amenée 18
dans l'entonnoir 26, puis dans la trémie 38 en vue d'être broyées par la
presse
30 à rouleaux.
La presse 30 broie les particules grossières issues de la trémie 38
pour former des particules grossières résiduelles, des particules
intermédiaires
et des particules fines.
Les particules intermédiaires et les particules fines issues de la
presse 30, légères, sont emportées au voisinage du séparateur 27 par le
courant gazeux ascendant.
Le séparateur 27 sépare les particules intermédiaires des
particules fines. D'une part, les particules fines, légères, sont aspirées
sous
l'action du ventilateur 82 par le conduit 8. D'autre part, les particules
intermédiaires, plus lourdes, tombent par gravité dans l'entonnoir 26, en vue
d'être broyées par la presse 30 à rouleaux.
La taille des particules fines aspirées par le conduit 8 est
déterminée par le débit de gaz chaud circulant dans l'enceinte 2, et par la
vitesse de rotation de la turbine 28b.
Les particules grossières résiduelles issues de la presse 30 à
rouleaux, trop lourdes pour être emportées par l'air insufflé par les conduits
d'insufflation 24, tombent par gravité sur les portions de grilles 44a, et 44b
et
sont guidées par les portions de grilles 44a et 44b vers les bouches 10, puis
sont transportées, par exemple par un transporteur en masse disposé dans le
conduit d'extraction 12, vers le convoyeur 46 en vue de réalimenter le conduit
d'amenée 18.
La presse 30 et le séparateur 27 sont agencés à l'intérieur de
l'enceinte 2 de manière à ménager un espace 31 pour permettre auxparticules
intermédiaires les plus lourdes emportées par les gaz chauds de retomber
dans la presse 30 par gravité, sans passer par le séparateur 27.
Lorsque des agrégats de particules intermédiaires et de particules
fines se forment dans la presse 30, ceux-ci, trop lourds pour être emportés
par
l'air insufflé par les conduits d'insufflation 24, tombent par gravité sur les
portions de grilles 44a, et 44b et se désagrègent. Les particules
intermédiaires
et les particules fines désagrégées sont emportées au voisinage de la turbine
28 par les gaz chauds insufflé par les conduits d'insufflation 24. Les
particules
fines sont alors aspirées par le conduit d'extraction 8 tandis que les
particules
intermédiaires, retombent par gravité dans l'entonnoir 26.
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WO 2013/117864 PCT/FR2013/050259
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La figure 3 représente l'installation 50 de broyage équipée de
l'ensemble 1.
L'installation 50 comporte un convoyeur 52, ici à bande.
L'installation 50 comporte, à titre d'exemple, deux trémies 54 et 56
contenant des matières minérales, telles que du clin ker et du gypse. Les
trémies 54 et 56 sont agencées pour déverser en proportion prédéterminée le
clinker et le gypse sur la bande du convoyeur 52 et former un mélange de
matières minérales. A cette fin, les trémies 54 et 56 sont chacune équipée
d'un
doseur pondéral 57 à bande.
Le convoyeur 52 alimente le conduit d'amenée 18 avec ladite
composition granulaire minérale.
L'installation 50 comporte un système de tri 58 comprenant :
- un premier détecteur de métal 60 pour détecter la présence de
particules métalliques dans les matières minérales minérale déversées sur la
bande du convoyeur 52;
- un conduit 62 pour rediriger les matières minérales disposées sur
la bande du convoyeur 52 vers une trémie tampon 64, lorsque la présence de
particules métalliques est détectée par le détecteur de métal 60;
- un doseur pondéral 66 à bande, sur lequel sont déversées les
matières minérales contenues dans la trémie tampon 64;
- un second détecteur de métal 68 pour détecter la présence de
particules métalliques dans les matières minérales déversées dans le doseur
pondéral 64;
- un conduit 70 pour rediriger les matières minérales déversées sur
le doseur pondéral 66 vers une trémie de rejet 72, lorsque la présence de
particules métalliques est détectée par le détecteur de métal 68 ; et
- un conduit 72 pour rediriger les matières minérales déversées sur
le doseur pondéral 66 vers le convoyeur 46, en absence de détection de
particules métalliques par le détecteur de métal 68.
L'installation 50 comporte enfin un dispositif de filtration 80 agencé
pour filtrer un mélange de gaz et de particules fines extrait de l'enceinte 2
par
le conduit 8 d'extraction. Dans l'exemple, le dispositif de filtration 80
comprend
un filtre 84 et le ventilateur 82.
Les particules fines extraites par le dispositif de filtration 80 sont
reçues dans une aéroglissière 86, et les gaz chauds par un conduit d'aération
88.
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WO 2013/117864 PCT/FR2013/050259
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L'aéroglissière 86 conduit les particules fines dans un silo de
stockage (non représenté). L'aéroglissière 86 est connectée au filtre 84 par
un
sas d'étanchéité 90, par exemple alvéolaire rotatif.
Le conduit d'aération 88 est raccordé aux conduits d'insufflation 24
par une gaine de recirculation 92. Ainsi, les conduits d'insufflation 24 sont
fluidiquement raccordés au conduit d'extraction 8, et les gaz chauds extraits
de
l'enceinte 2 par le conduit d'extraction 8 peut être réinsufflé dans
l'enceinte 2
par les conduits d'insufflation 24.
Le conduit d'aération 88 est raccordé à une cheminée 94 par une
gaine d'évacuation 96, de telle sorte qu'un excédent de gaz chaud et/ou
humide puisse être libéré.
Les gaines de recirculation 92 et d'évacuation 96, et les conduits
d'insufflation 24 sont équipés de vannes, respectivement, 98, 99, et 100, et
d'un clapet 101 d'admission d'air frais permettant de réguler le débit, la
pression, et la température du gaz insufflé dans l'enceinte 2 par les conduits
d'insufflation 24 ou expulsé par la cheminée 94.
L'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de
l'installation décrite ci-avant à titre d'exemple, elle en embrasse au
contraire
toutes les variantes de réalisation.
En variante, l'installation peut comporter une pluralité de presses à
rouleaux disposées sensiblement à même hauteur à l'intérieur de l'enceinte.
Dans ces conditions, chaque presse à rouleaux est de préférence associée à
un séparateur 42 respectif. Toujours en variante, les rouleaux de chaque
presse à rouleaux peuvent présenter des diamètres identiques ou distincts. Les
axes des rouleaux peuvent être disposés dans un plan horizontal ou oblique,
c'est-à-dire formant un angle non nul avec le plan horizontal.
En variante, au moins un rouleau peut être monté mobile par
rapport à l'autre rouleau par au moins un vérin hydraulique, afin de régler
l'entrefer et qu'il puisse s'effacer face à un agglomérat de particules
volumineux et dur amené à la presse à rouleaux.
Toujours en variante, l'installation peut comporter un ou plusieurs
séparateurs de type cascade comprenant chacun une seule portion de grille
s'étendant dans un plan oblique.
