Brevet FR2541135A1 — publié le 19840824

Selon la demande de brevet allemande bf 33 02 176 7,un procédé et un dispositif pour la frag- mentation continue par pression d'une matière à btoyer fragile comme, par exemple, le clinker de ciment, présen- tent la caractéristique consistant en ce qu'une fragmen- tation en grains distincts et une fragmentation en lit de matière sont exécutées simultanément dans la fente en- tre cylindres d'une seule et même machine à cylindres, en ce que la matière à broyer est tout d'abord préfrag- mentée par la phase de fragmentation en grains distincts dans la partie large de la fente entre cylindres, et que, au-dessous, aussitôt après, dans la région de la partie la plus étroite de la fente entre cylindres, les fragments de matière à broyer qui sont formés au cours de la fragmentation en grains distincts sont à nouveau fragmentés par la phase de fragmentation en lit de ma- tière La machine à cylindres est ici un broyeur à cylin- dres qu'on fait travailler avec une grande force de pres- sion des cylindres qui agit sur la matière à broyer, de plus de 2 t/cm de longueur des cylindres. Jusqu'à présent, on faisait travailler les broyeurs à cylindres en acheminant la matière à broyer dans la fente entre cylindres avec une vitesse à peu près égale à la vitesse circonférentielle des cylindres. A cet effet, on agence au-dessus de la fente entre cylin- dres un puits à chute libre d'une hauteur telle que les grains de la matière chargée soient accélérés dans leur chute jusqu'à la vitesse circonférentielle des cylindres du broyeur à cylindres Cette règle était également vala- ble pour les broyeurs à cylindres qu'on fait travailler selon le principe de la fragmentation en lit de matière, avec des vitesses circonférentièlles de cylindres relati- vement élevées, par -exemple, de plus de 10 m/s Avec la fragmentation en lit de matière qui doit être mise en oeuvre avec de grands débits de passage, la matière char- gée est acheminée à la fente entre cylindres avec un dé- bit suffisant pour que la matière à fragmenter et intro- duite entre les cylindres écarte les cylindres l'un de l'autre et que les particules de la matière chargée s'ag- glomèrent entre elles dans la fente entre cylindres, en une nappe ou en un lit de matière Il est facile de com- prendre que, dans les broyeurs à cylindres déjà connus, le puits à chute libre agencé au-dessus de la fente en- tre cylindres pour canaliser la matière chargée est d'au- tant plus haut que la vitesse circonférentielle des cy- lindres s'accroit. L'invention se donne pour but de perfectionner l'objet du document précité Selon l'invention, on a constaté avec surprise que la matière à broyer peut éga- lement être introduite dans la fente entre cylindres d'un broyeur à cylindres, en particulier d'un broyeur à cylindres qui travaille sur le principe de la fragmenta- tion en lit de matière lorsque la matière à broyer est amenée à la fente entre cylindres avec un débit tel qu'il se forme au-dessus des cylindres un amas de matiè- re chargée presque immobile, qui prend appui sur ces cy- lindres, et à partir duquel la matière chargée est intro- duite dans la fente entre cylindres par les cylindres par un effet de frottement Selon l'invention, il est prévu au-dessus du niveau des cylindres du broyeur à cy- lindres, au-dessus de la fente entre cylindres, un puits de chargement de la matière à broyer qui est constamment rempli d'un amas de matière chargée presque immobile et qui prend directement appui sur les cylindres et dont la hauteur, mesurée au-dessus du plan des génératrices ex- trêmes supérieures des cylindres, est au moins égale au triple de la grosseur maximale des grains chargés Dans le cas du broyage de clinker de ciment non préalablement fragmenté, la dimension supérieure des grains chargés est d'environ 100 mm de sorte que, dans ce cas, le puits de chargement est d'une hauteur d'au moins 300 mm et, par conséquent, relativement petite. Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un broyeur à cylindres destiné au broyage de clinker de ciment 9 non préalable- ment fragmenté, qui est fragmenté selon le procédé com- portant une fragmentation en grains distincts combinée à une fragmentation en lit de matière La grosseur de grains de la plus grande proportion de la matière à broyer 9, qui peut atteindre jusqu'à 100 mm, est plus grande que la largeur de la fente entre cylindres, par exemple, de 20 mm, formée entre les cylindres 10 et 11, lesquels possèdent par exemple, un diamètre de 900 mm. La largeur des cylindres est, par exemple de 250 mm La pression régnant dans le circuit hydraulique de la pres- se des cylindres est d'environ 50 à 70 bars, ce qui cor- respond à une force de pression des cylindres de 6,1 à 8,6 t/cm de largeur des cylindres La vitesse circonfé- rentielle des cylindres est d'environ 0,31 à 0,43 m/s, ce qui correspond à une vitesse de rotation des cylin- dres de 6,6 à 9,2 tours par minute Le clinker de ciment sort de la fente entre cylindres dans un état fragmenté et partiellement aggloméré en un voile 12 Les voiles sont divisés dans un appareil placé en aval tel qu'un broyeur tubulaire, un broyeur à percussion ou équiva- lent et, en même temps, éventuellement broyés à la fi- nesse finale du ciment. Au-dessus du niveau des cylindres 10, 11, est agencé au dessus de la fente entre cylindres, un puits 13 de chargement de la matière à broyer qui est rempli d'un amas de matière à broyer 9 à peu près immobile, qui repose directement sur, les cylindres et à partir duquel les cylindres 10, il attirent la matière à broyer 9 dans la fente entre cylindres par un effet de frottement Le puits de chargement 13 présente avantageusement, pour l'évacuation de la matière à broyer en excédent, un trop- plein 14 qui est relié par l'intermédiaire de disposi- tifs transporteurs 15, 16 à une trémie 17 de réserve de la matière à broyer (par exemple du clinker de ciment), 2541135- cette trémie étant à son tour reliée au puits de charge- ment 13 par un organe doseur réglable 18 tel que, par exemple, une goulotte vibrante, un volet, une bascule à bande transporteuse ou équivalent Le puits de char- gement 13 peut avantageusement présenter un dispositif de mesure du niveau de remplissage qui est en liaison fonctionnelle avec l'organe de dosage réglable 18 Ceci garantit que le puits de chargement 13 est maintenu tou- jours plein, par le fait que l'on achemine toujours au puits 13, en partant de la trémie de réserve 17, une quantité de matière de chargement supérieure à celle que les cylindres attirent et que la partie excédentaire est renvoyée dans la trémie de réserve 17 par l'intermédiai- re du trop-plein 14 Dans le puits de chargement 13, peut être disposé un volet de dosage réglable 19 qui est suspendu à son extrémité supérieure par une articulation et qui peut être réglé en inclinaison au moyen d'une vis Le réglage du volet de dosage 19 est commandé en fonction du comportement d'attraction de la matière de chargement ainsi que du débit de la matière 12 qui sort de la fente entre cylindres. Le broyeur à cylindres de la figure 2 se distin- gue de celui de la figure 1 par le fait que le puits de chargement 13 a est disposé asymétriquement au-dessus du niveau de la fente entre cylindres et que la paroi du puits de chargement qui est la plus rapprochée de la fente entre cylindres présente un volet de dosage 19 a pi- votant et/ou tournant, relié à une vis 20 a et qui, à l'é- tat fermé, se trouve dans une position verticale et est- dirigé vers l'un des cylindres ( 10) Le puits de charge- ment 13 a est rempli de clinker de ciment 9 de la même fa- çon que le puits 13 de la figure 1 La disposition asymé- trique du puits de chargement 13 a sert à éviter le ris- que de formation éventuelle de voûtes de matière dans le puits de chargement. Selon un mode de réalisation de l'invention, les cylindres du broyeur, qui sont par ailleurs lisses, comportent des nervures, par exemple des nervures à profil en V, rap- portées par soudage, dont la hauteur de saillie au-dessus de la surface des cylindres est d'au moins 0,5 fois la dimension moyenne du grain de la matière chargée. Il va de soi qu'on peut apporter à l'exemple de réalisation qui vient d'être-décrit, différentes modifi- cationst notamment par substitution des moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S l Procédé de fragmentation continue par pres- sion d'un produit à broyer fragile comme, par exemple, le clinker de ciment, dans lequel une fragmentation en grains distincts et une fragmentation en lit de matière sont exécutées simultanément dans la fente entre cylin- dres d'une seule et même machine à cylindres, en ce sens que la matière à broyer est tout d'abord préfragmentée par la phase de fragmentation en grains distincts dans la partie large de la fente entre cylindres et que, au- dessous, aussitôt après, dans la région de la partie la plus étroite de la fente entre cylindres, les fragments de matière à broyer qui se sont formés au cours de la fragmentation en grains distincts sont à nouveau fragmen- tés par la phase de fragmentation en lit de matière, caractérisé en ce que la matière à broyer est acheminée à la fente entre cy- lindres avec un débit tel qu'il se forme au-dessus des cylindres un amas de matière chargée presque immobile, qui prend appui sur ces cylindres, et à partir duquel la matière chargée est introduite dans la fente entre cylin- dres par les cylindres, par un effet de frottement. 2 Broyeur à cylindres pour la fragmentation continue par pression d'une matière à broyer fragile, no- tamment pour la mise en oeuvre du procédé selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu, au-dessus du niveau des cylindres ( 10, 11), au-dessus de la fente entre cylindres, un puits ( 13, 13 a) de chargement de la matière à broyer, qui est rempli d'un amas de matière chargée ( 9) presque immobile et qui prend directement ap- pui sur les cylindres, et à partir duquel les cylindres introduisent la matière chargée ( 9) dans la fente entre cylindres par un effet de frottement. 3 Broyeur à cylindres selon la revendication 2, caractérisé en ce que la hauteur du puits de charge- ment ( 13, 13 a) mesurée au-dessus du plan des génératri- ces supérieures des cylindres ( 10, 11) est au moins éga- le au triple de la grosseur maximale des grains char- gés. 4 Broyeur à cylindres selon les revendica- tions 2 et 3, caractérisé en ce que le puits de charge- ment ( 13, 13 a) présente, pour l'évacuation de la matière chargée en excédent, un trop plein ( 14) qui est relié, par des dispositifs transporteurs ( 15, 16) à une trémie de réserve ( 17) contenant la matière de chargement, cet- te trémie étant de son côté en communication avec le puits de chargement ( 13) par l'intermédiaire d'un organe de dosage réglable ( 18). Broyeur à cylindres selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un volet de dosage réglable ( 19) est agencé dans le puits-de chargement ( 13). 6 Broyeur à cylindres selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le puits de chargement ( 13 a) est disposé asymétriquement au-des- sus du niveau de la fente entre cylindres et en ce que la paroi du puits de chargement la plus proche de la fen- te entre cylindres présente un volet de dosage pivotant et/ou tournant ( 19 a) qui, dans l'état fermé, se trouve en position verticale et est dirigé vers l'un ( 10) des cylindres. 7 Broyeur à cylindres selon l'une des revendi- cations 4 à 6, caractérisé en ce que le puits de charge- ment ( 13, 13 a) est muni d'un dispositif de mesure du ni- veau de remplissage qui est en liaison avec l'organe de dosage réglable ( 18). 8 Broyeur à cylindres selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que, sur les cylindres, qui sont par ailleurs lisses, sont formées des nervures, par exemple, des nervures à profil en V, rapportées par soudage, dont la hauteur de saillie au- dessus de la surface des cylindres est d'au moins 0,5 fois la dimension moyenne du grain de la matière char- gée.