Production du clinker

Production du clinker

Traitement du clinker  

Broyeur ciment

On vise à broyer simplement le clinker, le gypse et le calcaire en utilisant trois broyeurs:  Broyeur à boulet de débit d’environ 52 t/h destiné à la production du CPJ 45.
 Broyeur à boulet de débit d’environ 113 t/h destiné à la production du CPJ 35.  Broyeur à boulet d’environ 115t/h destiné à la production du CPA 55. Le broyeur ciment est composé de deux compartiments: – Dans le premier compartiment, le broyage de la matière première se fait par des boulets entraînés par la rotation du broyeur. A cette vitesse, certains boulets seront entraînés et projetés sur les blindages releveurs et d’autres tomberont sous l’influence de leur poids; ils agiront par choc.
???+??? → ??? (Alite) ????+???? → ??? (Bélite) ????+????? → ??? (Aluminate tricalcique) ????+?????+????? → ???? (Alumino-Ferrite tétracalcique)
Broyeur ciment Silos de stockage du ciment
– Dans le deuxième compartiment qui est doté des blindages classant, les boulets rouleront les uns sur les autres Ils agiront par frottement et écrasement.

Ensachage et Expéditions

Des équipements mécaniques et pneumatiques acheminent le produit vers quatre silos de stockage. La capacité de chacun est de 1800 tonnes. Le silotage permet de conserver le ciment en empêchant son hydratation, ensuite vient la livraison comme suit:  Livraison du ciment en sac: Est obtenue à l’aide des machines automatiques de remplissage et de pesage. Le débit est de l’ordre de 50 T/h. la capacité d’un sac est standardisée, et vaut 50 kg.
 Livraison en vrac: Une manche télescopique ayant un débit de 250 T/h, permet le remplissage direct des réservoirs des camions. Le principe du mode opératoire consiste à la fluidisation par pompes ou aéroglisseurs. Ce type de livraison est appelé en vrac.
L’objectif du présent chapitre est: de décrire le fonctionnement du refroidisseur, son mécanisme du transfert de chaleur et ses paramètres influençant sur le refroidissement.

Objectif du refroidissement

Pendant le processus de cuisson, les refroidisseurs utilisés en cimenterie, interviennent après le four rotatif afin de refroidir le clinker provenant de celui-ci. Ces équipements doivent réaliser trois fonctions simultanément:
 Tremper le clinker de façon à lutter contre la réversibilité de la réaction afin d’améliorer la qualité du clinker. C2S + CaO C3S  Récupérer le maximum de calories emportées par le clinker à la sortie du four de façon à obtenir un air secondaire et un air tertiaire les plus chauds possibles (une température d’exhaure la plus faible possible) et afin que ces températures soient stables pour obtenir un fonctionnement régulier du four.  Assurer un refroidissement suffisant du clinker de telle sorte que le système de transport vers le silo de stockage ne subisse pas de surchauffe et éviter une perte de chaleur très importante.

Types et principes de fonctionnement des refroidisseurs de clinker

Le refroidisseur rotatif Il est constitué, comme le four rotatif, d’un tube tournant avec une inclinaison modérée. Jusqu’à sa moitié, le tube est revêtu de briques réfractaires et partiellement équipé d’éléments releveurs. La zone non briquetée est totalement garnie de dispositifs releveurs.
Les refroidisseurs à ballonnets Ce refroidisseur se compose de 9 à 11 tubes qui sont montés concentriquement autour du tronçon terminal du four, Le flux de clinker est divisé dans ces tubes de refroidissement, situés sur la circonférence du four et Ils suivent sa rotation. Le refroidissement du clinker commence dans le four. Le brûleur est toujours inséré dans le four, une zone de refroidissement se créant ainsi derrière la flamme. Après être tombé dans les bottes (tubes), le clinker chaud est refroidi par l’air en contre-courant. Pour Lafarge ciments, le système de refroidissement est composé de deux refroidisseurs:  Le refroidisseur à grilles.  Le refroidisseur à couloir.
Le refroidisseur à grilles Il se trouve dans la deuxième ligne de production, constituées de deux grilles inclinées formées par des séries de plaques munies d’ouverture qui sont alternativement fixes et mobiles (comme le montre la figure ci-après) assurant ainsi le déplacement du clinker.
Le refroidisseur à grilles représente les avantages suivants: Bonne capacité de mélange Air/Clinker. Refroidissement rapide du clinker. Capacité élevée de production. Une partie de l’air non récupérée peut être utilisée dans d’autres ateliers, comme par exemple, le broyage ciment.
omme chaque système, le refroidisseur à ces inconvénients:
Contient de nombreuses parties mobiles donc plus de manutention. Difficile d’opérer avec un clinker très fin. Réglage plus compliqué.

Le refroidisseur à couloirs

Il est constitué de deux modules: module HE placé en amont du refroidisseur suivi du Module ETA situé à son aval.
Le module HE (haut efficacité) Le module HE est réalisée par du béton réfractaire permet une répartition du clinker sur les couloirs de transport, et c’une grille constitué d’un cadre avec une caisse d’aération intégré dans la partie supérieur. Cette section recouverte des plaques évite le passage des poussières. Son premier objectif est d’assurer une trempe rapide avec une autoprotection constante grâce à la présence d’une couche morte du clinker tout en prévenir la formation des chandelles par l’existence des canons à air ce qui permet une bonne répartition du clinker et par conséquent diminution des rivières rouges. Ainsi on a les avantages et les inconvénients de ce module: Les Avantages Réglage simple.
Accumulation de clinker bénéfique pour la stabilité de l’opération du four.
Sans parties mobiles donc une fiabilité mécanique.
Meilleure protection contre la charge thermique du clinker.
Les inconvénients
Requiert des ventilateurs à pressions plus élevées.
Le nombre de séries qui sont “balayées” par les canons à air est limité par la hauteur de l’accumulation de clinker.
 Le module η: ETA (symbole Grec de l’efficacité) Il est connu par sa conception modulaire, constitué de 5 chambres qui soufflent de l’air par des ventilateurs.

Table des matières

Sommaire Introduction générale
Chapitre I: Description de Lafarge et processus fabrication
I. Lafarge en évolution
1.1. Présence mondial
1.2. Lafarge Meknès
1.3. Les installations
1.4. Organigramme de l’usine Meknès
1.5. Fiche signalétique
II. le ciment : matière de production
2.1. Définition, désignation et composition
2.2. Les différentes voies de fabrication du ciment
3. procédé de fabrication
3.1. Préparation des matériaux
3.1.1. L’extraction de la matière – carrière
3-1-2. Concassage
3-1-3. Echantillonnage
3-1-4. Production du tas pré homogénéisé
3-2. Traitement et cuisson de cru
3-2-1. Traitement du cru -Production de la farine
3-2-2. Cuisson du cru -Production du clinker
3-3. Traitement du clinker
3-3-1. Broyeur ciment
3-4. Ensachage et Expéditions
Chapitre II: Description du procédé de fonctionnement du refroidisseur de clinker
II.1. Objectif du refroidissement
II.2. Types et principes de fonctionnement des refroidisseurs de clinker
2.1. Le refroidisseur rotatif
2.2. Les refroidisseurs à ballonnets
2.3. Le refroidisseur à grilles
2.4. Le refroidisseur à couloirs
2.4.1. Le module HE (Haut Efficacité)
2.4.2. Le module ETA
2.4.3. Concasseur
II.3. Ventilateurs de soufflages et d’exhaure
3.1. Ventilateur de soufflage
3.2. Ventilateur d’exhaure
II.4. Mécanisme de transfert de chaleur dans les refroidisseurs de clinker
4.1. Transfert de chaleur par conduction
4.2. Transfert de chaleur par convection
4.3. Transfert de chaleur par rayonnement
4.4. Dualité conduction-convection
4.5. Généralités sur les échangeurs de chaleur
4.5.1. Définition
4.5.2. Classification des échangeurs
II.5. Les paramètres influençant le refroidissement
5.1. Influence de la taille des granules
5.2. Influence de la hauteur de la taille du clinker
5.3. Influence de la densité de soufflage
II.6. Réglage du refroidisseur
Chapitre III: Travail, résultats et interprétations
III.1. Les bilans aéraulique, thermique et de matière
1.1. Introduction
1.2. Réalisation des bilans
1.2.1. Première étape : Préparation
1.2.2. Deuxième étape :exécution
1.2.3. Troisième étape : évaluation
1.2.4. Quatrième étape : interprétation
1.3. Bilan de matière
1.4. Bilan aéraulique
1.4.1. Calcul d’air secondaire
1.5. Bilan thermique
1.5.1. Calcul des chaleurs des entrées
1.5.2. Calcul des chaleurs des sorties
1.5.4. Efficacité et rendement du refroidisseur de clinker
1.6. Résultats et interprétations
1.6.1.Bilan de matière
1.6.2. Bilan aéraulique
1.6.3.Bilan thermique
1.7. Calcul du rendement et de l’efficacité
1.8. Conclusion et recommandation
III.2. Les essais de performance
2.1. Influence de la densité de soufflage
2.1.1. Profil idéal de soufflage le long du refroidisseur
2.1.2. L’essai effectué
2.2. Influence de la hauteur de la couche du clinker dans le refroidisseur
III.3. Solutions proposées
3.1. Introduction
3.2. Ventilateur : Définition
3.3. Choix du type de ventilateur à installer
3.4. Calcul du débit du ventilateur à installer
3.6. Dimensionnement du ventilateur de soufflage
3.7. Evaluation économique du ventilateur à installer
Conclusion et perspectives
Bibliographie

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