Brevet FR2544630A1 — publié le 19841026

' L'invention se rapporte à un procédé pour broyer ensemble deux ou plus de deux matières cassantes, possédant des broyabilités différentes, comme, par exem- ple, le clinker de ciment Portland, constituant la matiè- re facilement broyable et du laitier de haut-fourneau constituant une matière difficilementbroyable L' inven- tion concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Lors de la cuisson du clinker de ciment Por- tland à partir de la poudre de ciment crue, la consomma- tion de chaleur spécifique qui est en rendue possible par la technique du procédé s'est stabilisée au cours de ces dernières années à environ 750 kccal/lg de clinker On considère actuellement que la plus grande chance qu'on ait de réaliser une nouvelle économie d'é- nergie, consiste dans la fabrication de ciments mixtes, c'est-à-dire dans l'addition au ciment Portland de subs- tances qui N 'ont pas à être traitées avec consommation de chaleur Une telle substance est constituée O par exem- ple, par le laitier de haut-fourneau granulé pour la fa- brication de ciment Portland-laitier ou de ciment de haut-fourneau, auquel cas l'économie d'énergie résulte du remplacement de 10 à 75 % du clinker de ciment fabri- qué avec une grande consommation d'énergie par du lai- tier de haut-fourneau granu 10 qui possède des proprié- tés hydrauliques latentes C'est ainsi que, dans le Mar- ché Commun, on produit actuellement environ 70 % de ci- ment Portland et environ 22 % de ciment de haut-four- neau Selon les normes industrielles allemandes (DIN), les deux constituants, à savoir le clinker de ciment Portland et le laitier de haut-fourneau granulé doivent être broyés conjointement, habituellement dans un broyeur à tube rotatif garni de boulets qui constituent les corps broyantso Le broyage conjoint du laitier et du clinker de ciment Portland, pour la production d'un ci- ment laitier-Portland pose malheureusement des problèmes en ce sens que les deux constituants possèdent des broya- bilités différentes, le clinker de ciment Portland étant facilement broyable et le laitier difficilement broya- ble Il ne manque pas de tentatives pour broyer les ma- tières possédant des broyabilités différentes, non pas ensemble mais séparément, ce qui est inacceptable en soi, dans des broyeurs différents et de mélanger ensuite les produits broyés En dehors des deux matièeres consti- tuées, l'une par le clinker de ciment Portland, et l'au- tre par le laitier de haut-fourneau, qui possèdent des broyabilités différentes, il existe également d'autres matières possédant des broyabilités différentes et qui doivent nécessairement être broyées ensemble. L'invention se donne pour but de crier un proc 6- dé et une installation capables de faciliter ou d'amlios rer le broyage conjoint de matières possédant dms broya- bilités différentes et au moyen desquels on puisse bte- nir des cranulométries identiques ou presque identiques dans le produit broyéo Selon l'invention, ce probtlee est résolu par un procédé caractérisé en ce que la m;tèiê- re difficilement broyable est fragmentée par presnion dans la fente entre cylindres d'une machine à cylindres préalablement à son broyage conjoint avec la matière fa- cilement broyable L'installation pour la misa en oeuvre du procédé est caractérisée en ce que le broyeur est prd- célé dune rmachine à cylindres ou d'une presse L cylin- dres travaillant selon le principe de la fragmentation en grains distincts et/ou de la fragmentation en lit de produit, pour le prétraitement de la matière difficile- ment broyable. Dans le procédé selon llinvention, on êmaino re la broyabilité de la matière difficileant broyable 9 par exemple le laitier, par un prétraitertent de cette aut_ re, pour pouvoir ensuite a broyer et lal transformer en produit fini, conjointement avec la mwatière facileent broyable, par exeaaple, le clinker de cimient Portlanâ, dle façon à obtenir une granulométrie à peu pre identiquro Grace à l'amélioration de la broyabilit de la matinro difficilement broyable, par exemple, du laitier de, haut- fourneau, on obtient des granulométries identiques ou presque identiques pour toutes les matières qui sont con- tenues dans le produit fini, par exemple le ciment Port- land-laitier Ceci a pour conséquence que le développe- ment lent de la prise du ciment de laitier-Portland (ci- ment de haut-fourneau) qui constituait jusqu'à présent un inconvénient, est supprimé ou amélioré et adapté au développement de la prise du ciment Portland. Le prétraitement de la matière difficilement broyable avant son broyage conjoint avec-la matière faci- lement broyable est obtenu, dans le procédé selon l'in- vention, par une fragmentation par pression de la matiè- re difficilement broyable dans la fente entre cylindres d'une machine à cylindres, avec une grande force de pres- sion des cylindres, de plus de 2 t/cm de longueur des cy- lindres La machine à cylindres utilisée pour la fragmen- tation par pression travaille donc à des pressions aussi élevées qu'une presse & cylindres et on la fait travail- 2 Q ler selon le principe de la fragmentation en grains dis- crets ou de la fragmentation en lit de matière, ou dans un mode combiné de fragmentation en grains discrets et de fragmentation en lit de matière Avec les hautes for- ces de pression, il peut se former des agglomérats de produits à partir de la matière préfragmentée du maté- riau difficilement broyable, agglomérats qui sont ensui- te acheminés, conjointement avec la matière facilement broyable, au broyeur dans lequel les agglomérats éven- tuellement formés sont désagrégés et o tous les maté- riaux sont broyés à la finesse finale La grosseur de grain d'une fraction importante de la matière difficile- ment broyable qui doit être acheminée à la fente entre cylindres de la machine à cylindres (par exemple le lai- tier) peut être plus grande ou plus petite que la lar- geur de la fente entre cylindres. Dans le procédé selon l'invention, la force de pression de la machine A cylindres qui sert pour le pré- traitement de la matière difficilement broyable est suf- fisamment élevée pour qu'on puisse atteindre une divi sion aussi grande que possible des particules de la ma- tière difficilement broyable Lorsque, à ce propos, on parle de fragmentation en lit de matière, on entend par cette expression le fait que la matière chargée est ache- minée à la fente entre cylindres de la machine à cylin- dres avec un débit suffisamment grand pour que le pro- duit à fragmenter qui est attiré entre les cylindres, écarte les cylindres l'un de l'autre et que les particu- les du produit chargé s'agglomèrent entre elles dans la fente entre cylindres pour former un amas ou une matière collective ou un lit de matière Il s'établit alors en- tre les cylindres qui sont comprimés élastiquement l'un contre l'autre une largeur de fente qui est plus grande que la dimension des particules de la matière chargée. Le dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Le dessin montre une installation pour broyer ensemble dans un broyeur 12 deux matières cassantes pos- sédant des broyabilités différentes comme, par exemple, le clinker de ciment Portland 10 constituant une matière facilement broyable et du laitier de haut-fourneau granu- lé 11 constituant une matière difficilement broyable, avec cette particularité qu'il est prévu, en amont du broyeur 12, une machine à deux cylindres 13 servant au prêtraitement de la matière difficilement broyable 1 et qu'on fait travailler selon le principe de la fragmenta- tion en grains discrets et/ou de la fragmentation en lits de matières La force de pression des cylindres de la machine à cylindres ou de la presse à cylindres 13 qui agit sur la matière difficilement broyable Il est élevée et atteint plus de 2 t/cm de longueur des cylin- dres la matière prétraitée 14 qui sort de la fente en- tre cylindres, dont les particules sont largement frag- mentées par la fragmentation par pression et qui forment éventuellement des agglomérats, est envoyée, conjointe- ment avec la matière facilement broyable 10 (clinker de ciment Portland), en un courant commun 15, au broyeur 12, pour y être broyée avec elle Dans l'exemple de réa- lisation le broyeur 12 est constitué par un broyeur tubu- laire 12 garni de corps broyants tels que des boulets. L'amélioration de la broyabilitê de la matière i 1 l diffi- cilement broyable (le laitier de haut-fourneau) qui ré- sulte du prétraitement effectué dans la machine à cylin- dres 13 permet d'obtenir dans le produit broyé 16 sor- tant du broyeur 12 des granulométries identiques ou pres- que identiques pour le clinker de ciment Portland 10 et pour le laitier de haut-fourneau 11 Le broyeur tubulai- re 12 est intégré dans une installation de broyage com- prenant un séparateur 17, par exemple, dans une installa- tion de broyage à circuit fermé à élévateur à godets. Dans le séparateur 17, qui est constitué, par exemple, par un séparateur pneumatique à cyclone, le produit broyé 16 est divisé en produit fini 18, cgest-&-dire en ciment Portland-laitier et en une fraction plus grossiè- re (le menu) qui est renvoyée par une conduite 19 au cd- té d'entrée du produit 15 du broyeur tubulaire 12 Le me- nu 19 sortant du séparateur 17 peut également être ajou- té à la matière facilement broyable 10 et/ou à la matiè- re difficilement broyable 11. Le prétraitement imposé selon l invention au laitier 11 mis en oeuvre accroit l'activité du laitier, et, par conséquent, également celle du ciment mixte ré- sultant Surtout, l'invention réduit la consommation d'é- nergie nîcessaire pour la fabrication du ciment mixte, du ciment laitier-Portland dans 1 exemple de réalisa- tion Finalement, l'invention retraite rationnellement le laitier Il qui, autrement, constituerait essentielle- ment un déchet dont on devrait se débarrasser. I 1 va de soi que des modifications peuvent être apportées par 11 homme de l'art au mode de réalisation de l'invention qui vient d'être décrit, notamment par subs- 2544630 ' titution 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 1 Procédé pour broyer ensemble deux ou plus de deux matières cassantes possédant des broyabilités différentes, comme par exemple, le clinker de ciment Portland constituant la matière facilement broyable et le laitier de haut-fourneau constituant la matière diffi- cilement broyable, caractérisé en ce que la matière dif- ficilement broyable est fragmentée dans la fente entre cylindres d'une machine à cylindres préalablement à son broyage conjoint avec la matière facilement broyable. 2 Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la fragmentation par pression-de la matière difficilement broyable dans la fente entre cylindres de la machine à cylindres est réalisée sous la forme d'une fragmentation en grains discrets et/ou d'une fragmenta- , tion en lit de produit et en ce que la matière prétrai- tée sortant de la fente entre cylindres est acheminée au broyage conjoint simultanément avec la matière facile- ment broyable. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la force de pression des cylin- dres de la machine à cylindres qui agit sur la matière difficilement broyable est de plus de 2 t/cm de longueur des cylindres- 4 Installation pour broyer ensemble dans un broyeur deux ou plus de deux matières cassantes possé- dant des broyabilités différentes dans un broyeur, par exemple, le clinker de ciment Portland constituant la ma- tière facilement broyable et le laitier de haut-fourneau constituant la matière difficilement broyable, en parti- culier pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'il est prévu, en amont du broyeur ( 12), pour le traitement de la matière difficilement broyable ( 11), une presse à cylin- dres ou une machine à cylindres ( 13) qu'on fait travailler se- lon le principe de la fragmentation en grains discrets et/ou de la fragmentation en lit de produit. Installation selon la revendication 4, ca- ractérisée en ce que le broyeur ( 12),en particulier un broyeur tubulaire, est intégré dans une installation de broyage comprenant un séparateur ( 17), par exemple,dans une installation de broyage à circuit fermé et à élévateur à godets.