Qu'est-ce qu'un moulin à ciment?
Une cimenterie est une installation utilisée pour broyer le composant de scories du béton. Le clinker est un matériau dur et nodulaire obtenu par frittage d'aluminosilicate et de calcaire dans un four à ciment. Il existe plusieurs types de broyeurs à ciment capables de broyer le clinker, le broyeur à boulets étant le plus courant. Les broyeurs à billes sont constitués de cylindres partiellement remplis d'un grand nombre de billes d'acier qui utilisent leur action de laminage pour écraser la matière première lors de la rotation de chaque cylindre. Les broyeurs à haute pression sont parfois utilisés pour broyer le clinker, bien que leur utilisation n’ait pas encore été largement acceptée.
Le constituant principal du ciment Portland est un produit de frittage de calcaire et d'aluminosilicate connu sous le nom de clinker. Ce matériau dur, semblable à un galet, est l’ingrédient du ciment qui le «durcit» et le durcit pour former le mortier ou le béton utilisé de manière si intensive dans la construction. Le procédé de frittage ou de combinaison thermique du clinker produit un matériau nodulaire grossier de dureté particulière qui nécessite un broyage fin avant la production de ciment. Des tailles de particules inférieures à 45 µm sont nécessaires, ce qui, en raison de la dureté du clinker, nécessite un procédé de broyage particulièrement efficace. Bien qu'il existe plusieurs types de broyeurs capables de broyer le clinker, le procédé le plus couramment utilisé est le broyeur à boulets.
Les broyeurs à boulets sont des systèmes de broyage hautement efficaces qui soumettent la matière première à des niveaux de chaleur et de pression relativement bas. Ils sont constitués de cylindres ou de tambours rotatifs de grand diamètre entraînés par des moteurs électriques. Le tambour est partiellement rempli de billes d’acier à haute teneur en chrome ou, occasionnellement, de cubes. Ceux-ci roulent librement à l'intérieur du cylindre lors de sa rotation. Cette action de roulement écrase le clinker par impact puis le broie finement à cause du frottement entre les billes.
Les broyeurs à boulets comportent souvent une cloison intermédiaire qui divise le cylindre en deux sections avec différentes tailles de billes permettant un broyage progressif dans un broyeur. Le broyage efficace du clinker dans un broyeur à boulets est soumis à des vitesses de tambour bien contrôlées. À des vitesses de rotation supérieures à la vitesse critique d'un broyeur, le contenu est simplement forcé contre les parois du tambour par la force centrifuge, avec une action de broyage faible ou nulle. La taille des billes est également un facteur important dans un moulin à ciment. Si les billes sont trop grosses, la matière première ne sera pas broyée assez finement.
Plusieurs autres procédés de broyage sont capables de broyer du clinker de ciment, bien qu'aucun ne soit aussi approprié que les broyeurs à boulets. Le procédé de broyage alternatif le plus courant est le laminoir à haute pression. Ce processus utilise des ensembles de rouleaux en acier trempé qui broyent le clinker. Bien que ces broyeurs soient efficaces et moins coûteux à exploiter, la taille de particule étroite qu’ils produisent est parfois problématique. Cependant, les broyeurs à cylindres sont souvent utilisés comme processus de première étape dans les installations de broyage à boulets comme premier stade de broyage, réduisant ainsi les temps de traitement globaux et augmentant la productivité.