Principe de fonctionnement du broyeur cru

Principe de fonctionnement du broyeur cru

Procédés de fabrication du ciment

Le ciment est un lien hydraulique constitué d’une poudre minérale, d’aspect grisâtre, obtenue par broyage et cuisson à 1450 °C d’un mélange de calcaire et d’argile. Le produit de la cuisson, appelé clinker, forme une combinaison de chaux, de silice, d’alumine et d’oxyde ferrique.
Le ciment résulte du broyage de clinker et de sulfate de calcium ajouté généralement sous forme de gypse. Il forme avec l’eau une pâte plastique faisant prise et durcissant progressivement, même à l’abri de l’air, notamment sous l’eau. Les constituants anhydres, présents sous forme de cristaux polygonaux assez réguliers et homogènes, se combinent à l’eau et se décomposent. En s’hydratant, ils recristallisent, prenant des formes très variées : aiguilles, bâtonnet, prismes, divers… Ces cristaux adhèrent aux adjuvants granuleux du béton : sable, gravier, cailloux…c’est l’hydratation qui constitue le ciment.

Exploitation de carrière

La première étape dans la fabrication du ciment consiste en l’extraction du calcaire et de l’argile dans la carrière. L’excavation du calcaire se fait par abattage à l’explosif ou à ripage au bulldozer en fonction de la nature du matériau.
CIMAT dispose d’une carrière qui présente des réserves estimées à plus de 50 ans, située à 2.7 Km de l’usine.
Une fois la roche disposée en tas, il faut la charger dans des dumpers au moyen de chargeuses ou de pelles, et la transporter vers le concasseur. La deuxième étape de fabrication du ciment se passe également au niveau de la carrière. Elle consiste à la fragmentation de la roche. Ainsi, la granulométrie des matériaux extraits de la carrière est très variable. Pour faciliter le mélange dans les proportions fixées par le laboratoire et le broyage, il faut réduire la granulométrie pour obtenir un produit inférieur à 10 cm environ. La fragmentation se fait donc en deux étapes selon le matériel utilisé.

Pré-homogénéisation

Les matériaux venant de la carrière après concassage présente une composition hétérogène. Pour remédier à ce problème, il faut passer par la phase de pré homogénéisation.
Cette opération s’effectue dans de vastes hangars où le cru est rationnellement analysé et mélangé. Elle a pour but de former un tas pré-mélangé sous forme de couches superposées des matières selon une composition chimique bien déterminée. Le hall de pré homogénéisation comprend deux tas, l’un en constitution et l’autre en consommation.
Le mécanisme de formation et de reprise du tas s’appuie sur deux organes principaux qui sont :
 Le Stacker : installation de mise en tas des matières premières ou combustibles ;
 Le gratteur : grâce à ses godets, il assure la reprise de la matière vers le broyeur cru.
Après cette opération, le tout-venant est transporté, via des convoyeurs, jusqu’à la station d’échantillonnage, afin d’établir un contrôle de qualité. Cette dernière a pour objectif de déposer les matières conformément à une composition chimique donnée. Cette composition est définie selon un certain nombre de seuils à respecter, qui déterminent les paramètres de contrôle à prendre en considération. Ainsi, l’échantillonnage se fait chaque deux heures.

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Chapitre I : Contexte général du projet
I. Présentation de l’entreprise
I.1 Fiche d’identité
I.2 Organigramme de l’usine
I.3 Gamme de produit
I.4 Procédés de fabrication du ciment
I.4.1 Exploitation de carrière
I.4.2 Pré-homogénéisation
I.4.3 Dosage
I.4.4 Broyage cru
I.4.5 Homogénéisation
I.4.6 Atelier cuisson
I.4.7 Refroidissement
I.4.8 Broyage charbon
I.4.9 Stockage du clinker
I.4.10 Broyage ciment
I.4.11 Ensachage et expédition
II. Cadre du projet
II.1 Objectif du projet
II.2 Planification du projet
III. Conclusion
Chapitre II : Description du broyeur cru
I. Principe de fonctionnement du broyeur cru
I.1 Les galets du broyeur vertical
I.2 Le plateau de broyage
I.3 Les tirants
I.3.1 Les travaux effectués sur les tirants
I.4 L’anneau de buses
I.5 Groupe de commande
I.6 Hydraulique broyeur vertical
I.6.1 Description et fonctionnement
I.7 Anneau de retenue
I.8 Plaque d’étanchéité
II. Conclusion
Chapitre III : Analyse de la rupture
I. Enquête préliminaire
I.1 Nature de l’avarie
I.2 Matériau utilisé
I.2.1 Composition chimique en %
I.2.2 Propriétés
I.2.3 Domaines d’application
I.3 La gamme de fabrication
I.4 Conditions d’utilisation prévues
I.4.1 Sollicitations appliquées
I.4.2 Ambiance du travail du tirant
I.5 Analyse morphologique
II. Etude complémentaire
II.1 Historique de la maintenance du broyeur
II.2 Mesure de la dureté
II.3 Heures de marches et production du broyeur cru
II.4 Etude éléments finis sur le tirant
II.4.1 Modélisation géométrique de la pièce
II.4.2 Propriétés du matériau
II.4.3 Déplacements imposés
II.4.4 Application du chargement
II.4.5 Création d’un maillage
II.4.6 Résultats de l’étude
III. Conclusion
Chapitre IV : Détermination des causes de la rupture
I. Introduction
I.1 Outils utilisés
I.2 Recherche des causes de la rupture
I.2.1 Brainstorming
I.2.2 Diagramme Ishikawa
II. Problèmes liés à la machine
II.1 Sollicitations externes
II.2 Coincement du tirant
II.3 L’épaisseur de la couche de matière
II.4 L’usure des galets et de la piste
II.5 Vérification de l’effet de la température
II.6 La tenue au flambement
II.7 vibrations
III. Problèmes liés au matériau
III.1 Spécificités des pièces forgées
III.1.1 La notion de fibrage
III.1.2 Influence du corroyage sur les propriétés mécaniques
III.1.3 La peau de forge ou l’intégrité de surface des pièces forgées
III.1.4 Influence des traitements thermiques
III.1.5 Les contraintes résiduelles
III.2 Prise en compte de l’anisotropie induite par le forgeage dans le comportement en fatigue
III.2.1 Anisotropie en fatigue due à la texture
III.2.2 Anisotropie en fatigue due à la présence de défauts allongés
III.3 Bilan
III.4 Effet de l’usinage sur le comportement en fatigue
III.4.1 Défauts de la surface usinée
III.4.2 Facteurs influant le comportement en fatigue des pièces usinées
III.5 Vérification du choix de matériau
III.5.1 Cahier des charges
III.5.2 Indice de performance
III.5.3 Classement des matériaux
III.5.4 Application
III.5.5 Analyse microscopique
IV. Conclusion
Chapitre V : Solutions proposées
I. Les contrôles non destructifs
I.1 Les méthodes utilisées
II. Recommandations
III. Amélioration du matériau du tirant
IV. Amélioration du matériau des galets et la table
IV.1 Le Xwin
IV.2 Les bénéfices de la qualité Xwin
IV.3 Les bandages Duocast Xwin
V. Estimation des coûts
V.1 Contrôles par ultrasons
V.2 Le ressuage
V.3 Le matériau Xwin
Annexes