Brevet FR2672517A1 — publié le 19920814

L'invention concerne les installations de broyage fonctionnant en circuit fermé et comportant au moins un broyeur et un séparateur où la matière broyée est divisée en une fraction fine (produit fini) et une fraction grossière (refus) qui est envoyée à ltentrée du broyeur. Quelle que soit la complexité de l'installation, elle peut être modélisée par un schéma simplifié avec un broyeur et un séparateur comme représenté sur les figures 1 et 2. On distingue sur ces schémas trois flux principaux - Le flux de matière fraiche à broyer introduite a l'entrée du broyeur ou du séparateur) - Le flux de produit fini sortant du séparateur, - Le flux des refus du séparateur (matière grossière) retournant à l'entrée du broyeur. Pour assurer le fonctionnement correct de l'installation de broyage deux grandeurs sont à maitriser - la finesse du produit fini, caractéristique essentielle de la qualité du produit. - le niveau de charge du circuit pour éviter tout bourrage ou vidange et obtenir un rendement énergétique optimum du broyeur Pour cela, on peut régler deux grandeurs - le débit d'alimentation en matière fraîche au moyen d'un système de dosage. - la dimension de coupure du séparateur (ou du circuit de séparation). De manière générale, la finesse du produit fini est déterminée essentiellement par le réglage du séparateur et varie peu en fonction de la charge du circuit. De façon habituelle, le niveau de charge du circuit est caractérisé par le débit de matière recyclée (refus du séparateur) qui est mesuré soit directement par un débitmètre soit indirectement par un autre système (hauteur de couche sur un transporteur, puissance absorbée par un transporteurr élévateur, etc ...). La principale difficulté rencontrée pour maintenir le débit de matière recyclée proche d'une valeur de consigne, en agissant sur le débit de matière fraîche, provient du fait que le système n' est pas linéaire. Si on note A : le débit de matière fraîche, R : le débit de; refus du séparateur, la dérivée de R par rapport à A, ou autrement dit le rapport entre la fluctuation dR observée sur R correspondant à une variation très petite dA de A s 'écrit : dR . dA Pour un système linéaire dR serait constant et on dA pourrait appliquer avec succès les techniques classiques de régulation des systèmes linéaires. Pour les installations de broyage en circuit fermé, on constate que dR dépend fortement de R et que les techniques dA de régulation des systèmes linéaires ne donnent pas de résultat satisfaisant. Le but de la présente invention est de résoudre cette difficulté pour optimiser le fonctionnement des installations de broyage concernées. Le procédé objet de la présente invention est caractérisé en ce que l'on règle le débit d'alimentation en matière fraîche A de façon à maintenir la valeur d'une fonction g (R) égale à une valeur de consigne g(Ro), Ro étant la valeur de consigne du débit R des refus envoyés au broyeur, en déterminant la fonction g(R) de manière que le circuit de broyage considéré avec A comme grandeur d'entrée et g(R) comme grandeur de sortie soit linéaire, c'est-à-dire que la dérivée de g(R) par rapport à A, dg, soit constante. dR La fonction g(R) sera déterminée par expérimentation ou au moyen d'un modèle mathématique. On pourra, par exemple, adopter une fonction g (R) de la forme avec o( compris entre 0,5 et 4, K1 et K3 étant des constantes, pour un circuit de broyage modélisable comme sur la figure 1. Pour un circuit de broyage dont le modèle est conforme au schéma de la figure 2, on pourra adopter une fonction de la forme oû Ao est une valeur moyenne de la fraction du débit d'alimentation en matière fraiche A qui se retrouve dans les refus du séparateur et est envoyée à l'entrée du broyeur. La description qui suit se réfère au dessin l'accompagnant et sur lequel Les figures 1 et 2 sont des schémas simplifiés d'installations auxquelles s'applique l'invention; et La figure 3 est le schéma d'un système de régulation pour la mise en oeuvre de l'invention. Sur les figures 1 et 2, le numéro de référence 10 désigne un broyeur et le numéro de référence 12 un séparateur. Dans l'installation de la figure 1, le broyeur 10 est alimenté par de la matière fraîche A et par les refus R du séparateur. Le produit sortant du broyeur est transporté jusqu'au séparateur 12 où il est divisé en produit fini P et refus R. Dans l'installation de la figure 2, le débit total de matière fraîche A est amené au séparateur 12 avec les produits sortant du broyeur 10 et les refus R sont envoyés à l'entrée du broyeur. Un système de régulation 14 règle le débit d'alimentation en matière fraîche A en fonction du débit des refus R. Ce système, représenté sur la figure 3, comprend un organe 16 de mesure du débit des refus R ou, à défaut, d'une grandeur représentative de ce débit (hauteur de couche sur un transporteur, puissance absorbée par un élévateur, etc ...), un calculateur 18 qui calcule, à partir des informations fournies par l'organe de mesure 16, la valeur d'une fonction g(R) qui sera définie ci-après, et un régulateur 20 qui délivre un signal de consigne du débit d'alimentation en matière fraîche A en fonction de la valeur de g(R) calculée et dune valeur de consigne g(Ra ), correspondant à une valeur de consigne Ro du débit des refus et qui est déterminée par un calculateur 19 effectuant le même calcul que le calculateur 18. La fonction g(R) est déterminée par expérimentation ou modélisation de manière que dg soit égal à une constante dA K2. Ainsi, le circuit de broyage considéré avec A comme entre et g(R) comme sortie est un système linéaire, auquel on peut appliquer les techniques classiques de régulation des systèmes linéaires. Cette fonction est une primitive de la fonction K2 f(R) f(R) étant dR dA L'expérimentation sur les ateliers industriels, d'une part, et la mise au point des techniques de modélisation numérique du processus de broyage, d'autre part, permettant de déterminer la loi de variation de dR en fonction de R dA et, par conséquent, la fonction g K1 et K2 sont des constantes quelconques. La fonction f(R) dépend de la conception de l'installation : appareils utilisés, flux des matières, etc.. Dans le cas d'une installation comportant un broyeur tubulaire à boulets et un séparateur et dont le modèle est conforme à la figure 1, on a déterminé qu'elle est de la forme f(R) = kRa et, par conséquent, g(R) est de la forme avec a compris entre 0,5 et 4; K1 et K3 sont des constantes quelconques. Dans le cas d'une installation modélisable selon la figure 2, on prendra g(R) = K1 + K4 | dR I (R - Ao) Dans cette formule, K1 et K4 sont des constantes quelconques, Ao est la valeur moyenne de la fraction du débit d'alimentation en matière fraîche A qui se retrouve dans les refus du séparateur et est envoyée à l'entrée du broyeur, et a compris entre 0,5 et 4. REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation d'une installation de broyage en circuit fermé comportant au moins un broyeur (20) et un séparateur (12) où la matière est divisée en une fraction fine (produit fini) et une fraction grossière (refus) qui est envoyée à l'entrée du broyeur, consistant à régler le débit d'alimentation en matière fraîche A de façon à maintenir la valeur d'une fonction g(R) égale à une valeur de consigne g(Ro), Ro étant la valeur de consigne du débit R des refus envoyés au broyeur, en déterminant la fonction g(R) de manière que le circuit de broyage, considéré avec A comme grandeur d'entrée et g(R) comme grandeur de sortie, soit un système linéaire. 2. Procédé selon la revendication 1 pour la régulation d'une installation de broyage dans laquelle les matières fraîches sont introduites à l'entrée du broyeur, avec les refus du séparateur, caractérisé en ce que la fonction g(R) est de la forme K1 et K3 étant des constantes quelconques, et cl étant compris entre 0,5 et 4. 3. Procédé selon la revendication 1 pour la régulation d'une installation de broyage dans laquelle les matières fraîches sont introduites dans le séparateur, avec les produits broyés, caractérisé en ce que la fonction g(R) est de la forme K1 et K4 étant des constantes quelconques, A étant la valeur moyenne de la fraction du débit d'alimentation en matières fraîches A qui se retrouve dans les refus du séparateur et est envoyée au broyeur, et o( étant compris entre 0,5 et 4.