Présentation
En anglais
Auteur(s)
-
Robert BASTIER : Ingénieur des Arts et Manufactures - Directeur Central Technologie Adjoint
-
Alexandre BOCAN : Ingénieur de l’Institut Polytechnique de Bucarest
-
Bernard GILBERT : Ingénieur des Arts et Métiers
-
Alain REGNAULT : Diplômé du Conservatoire National des Arts et Métiers Centre Technique Groupe Italcementi
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Lire l’articleINTRODUCTION
La cuisson du clinker est l’étape intermédiaire des trois étapes importantes du processus de fabrication du ciment, qui sont :
-
la préparation des matières premières ;
-
la cuisson du clinker ;
-
le broyage du clinker.
Dans une approche systématique, on dira que la fonction de l’atelier de cuisson consiste à transformer, par traitement thermique, un matériau « cru » en un semi-produit désigné sous le nom de clinker. La préparation du « cru » consiste à mélanger et broyer les matières premières de manière à obtenir un produit ayant une composition et une finesse prédéfinies.
Toute la problématique de la cuisson du clinker consiste à rechercher l'économie optimale de moyens, aussi bien en ce qui concerne le coût d’investissement que le coût d’exploitation. Pour satisfaire ce double objectif, face à l'évolution technico-économique des variables d’entrée et de sortie du système, l'évolution technologique est une suite de réponses, telle que, par exemple :
-
la diversité des matières premières ;
-
la diversité des combustibles ;
-
les contraintes socio-économiques ;
-
les performances exigées du clinker ;
-
les contraintes environnementales ;
-
les capacités de production unitaire.
Ainsi l’évolution technologique a permis d'utiliser des matières premières de plus en plus diversifiées en allant du « cru » naturel vers un « cru » synthétique ; elle a permis l’utilisation de mélanges de combustibles de moins en moins traditionnels (résidus de broyage d'automobiles, déchets industriels spéciaux, huiles, pneus...), sous la pression économique, tout en réduisant les émissions (poussières, NOx, SO2...) ; elle a permis, également, de diviser par deux la consommation en énergie thermique.
Cette évolution s'est faite parallèlement à l’accroissement des capacités de production unitaires qui ont été multipliées par 100 en cinquante ans.
Le coût d'investissement d'une cimenterie est élevé, environ l’équivalent de 3 ans de chiffre d'affaires ; cela a pour conséquence que les progrès technologiques ne sont mis en œuvre dans l’industrie que progressivement, soit lors de la création d’une nouvelle ligne de production, soit lors de l’augmentation de capacité d’une ligne déjà en service, de sorte qu’il existe toujours, en production, des ateliers de cuisson relevant de technologies anciennes telles que la voie humide.
L’article « Fours de cimenterie » fait l’objet de plusieurs fascicules :
-
BE 8 844 Ateliers de cuisson du clinker ;
-
BE 8 845 Fours rotatifs ;
-
BE 8 846 Refroidisseurs à clinker.
Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres.
Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres fascicules.
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Four rotatif et atelier de cuisson
En anglais
4. Dimensionnement des fours en voie sèche
4.1 Méthode théorique
La méthode de calcul proposée s’effectue en deux temps :
-
dans un premier temps, on effectue une première évaluation du diamètre du four, à partir de la production souhaitée (P1) en utilisant la loi de transport de la matière à l’intérieur d’un tube rotatif, incliné ;
-
dans un second temps, le rapprochement de la capacité d’échange thermique et des besoins d’énergie nécessaires à la clinkerisation permet une deuxième évaluation de la production du four (P2) ; cette évaluation se fait à partir du diamètre estimé précédemment en prenant une longueur de four arbitraire de 16,4 Di, dont 12 Di affectée à la décarbonatation.
4.1.1 Évaluation du diamètre du four
Il a été démontré la relation suivante donnant la production (kg/h) du four :
avec :
- n (tr/min) : :
- vitesse de rotation
- Di (m) : :
- diamètre intérieur du briquetage
- ψ (%) : :
- coefficient de remplissage
- ρa (kg/m3) : :
- masse volumique
- β :
- défini par
![]()
- ν :
- étant l’inclinaison du four
- γ :
- l’angle du talus de matière.
Deux familles de courbes ont été tracées sur la figure 42 :
- ...
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