EP1292394B1 - Blindage pour broyeur tubulaire rotatif - Google Patents
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- EP1292394B1 EP1292394B1 EP01947375A EP01947375A EP1292394B1 EP 1292394 B1 EP1292394 B1 EP 1292394B1 EP 01947375 A EP01947375 A EP 01947375A EP 01947375 A EP01947375 A EP 01947375A EP 1292394 B1 EP1292394 B1 EP 1292394B1
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- European Patent Office
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- fin
- lining according
- mill
- deflectors
- grinding mill
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
- B02C17/18—Details
- B02C17/22—Lining for containers
Definitions
- the present invention relates to a shield for a rotary tubular mill comprising a cylindrical shell for containing the material to be ground and a load of grinding machines, wherein the shield consists of rings of individual shielding plates juxtaposed.
- the invention relates more particularly to grinders used for the grinding of cement (clinker) dry, coal, limestone and ores dry or wet.
- These grinders consist of a cylindrical metal shell rotating about its longitudinal axis and containing a grinding charge consisting of grinding apparatus, generally balls, but may also consist of cylpebs, boulpebs, etc., of varying sizes.
- the material to be ground is introduced on one side of the mill and, as it progresses towards the outlet, on the opposite side, it is crushed and milled between the grinding machines.
- a conventional mill is generally divided, in the axial direction, by means of a dividing partition wall into two successive chambers.
- the first chamber in which the rough crushing of the material is carried out contains grinding balls generally having a diameter of between 60 mm and 90 mm.
- the second chamber, in which the fine grinding is carried out contains grinding balls with a diameter generally between 15 mm and 60 mm.
- Next to these two-chamber mills there are also mills at one only chamber which contain grinding machines of different diameters and in different quantities according to the diameter.
- These shieldings are, in addition, very sensitive to grains, that is to say when there is a certain accumulation of very hard grains (about 6 to 12 mm) in the areas where small grinding machines are located, the classification is very disturbed, up to the opposite classification, that is to say the return of small gear to the entrance and large gear to the exit.
- the plates have corrugations which can be inclined at an angle of 15 to 30 ° with respect to the generatrix of the mill.
- the purpose of the inclination of these corrugations is to create a screw effect to act on the grinding load and the material to grind. Indeed, when the mill rotates, the large grinding gear is generally found, in the majority of the periphery of the grinding load and the purpose of the inclination of the corrugations is to push these grinding gear by screw effect to the input of the grinding chamber.
- the classification sought in this way is however very difficult and often random.
- the plates are also relatively heavy and the ranking effect decreases as the wear of the corrugations increases.
- the object of the present invention is to provide a new shield for a tubular mill that eliminates or at least reduce the disadvantages of conventional shields, specifically a grinder with a lighter shield that allows to create a good ranking which is efficient and flexible to use.
- the present invention provides a tubular mill of the kind described in the preamble which is characterized in that a number of shielding plates located at selected locations are formed as baffles comprising a field-mounted vane. on a base plate attached to the shell and forming an angle less than 25 ° with respect to a diametral plane of the mill.
- the side side of the fin on the front side, seen in the direction of rotation of the mill, is preferably bevelled, this bevel is provided on the side facing the mill inlet.
- This beveled lateral side of the fin is, with respect to the direction of advancement of the material, set back from the opposite lateral side.
- This inclination of the fins which is preferably greater than 5 °, thus creates a propeller effect which promotes the progression of the material and contributes to the classification of grinding machinery.
- the fin may form an integral part of the base plate and be made together therewith by casting.
- the fin may also be a separate piece, integral with a base provided with a hole to be fixed to the ferrule of the mill.
- This base may have a frustoconical periphery which can penetrate into a complementary shape opening of a base plate.
- each deflector comprises a base plate 22 provided with a central hole 24 to be fixed on the inner wall of the mill shell.
- a fin 26 which is erected from the field on the plate 22, preferably perpendicular to it.
- This fin 26 may have a thickness of between 25 and 50 mm and a height (radial relative to the mill) preferably between 100 and 350 mm.
- each fin 26 is inclined with respect to a diametral plane of the mill of an angle ⁇ less than 25 °, preferably between 5 ° and 25 ° according to the operating conditions of the mill and the nature of the grinding load and the material to be grinded.
- the lateral side of the fin 26 which is on the front side, seen in the direction of rotation of the mill, is beveled, in the embodiment of the invention.
- Figures 1 and 2 on the face of the fin 26 which is turned towards the entrance of the mill to form a more or less acute edge 28. This edge 28 facilitates penetration into the load and contributes to continuous lifting, that is to say prevents the projection of grinding gear on the shield.
- the fins 26 will generally be made of very hard cast iron or steel if the working conditions of grinding are harder, for example when using grinding balls of 90 mm diameter.
- the working side of these deflectors that is to say the face turned towards the exit of the grinder (to the right on the figure 1 ), as well as the edge 28 can be made more resistant to abrasion wear by using "padding" (that is to say a mixture of metal and ceramic material).
- These areas can also be protected by very hard tungsten carbide welding beads, for example.
- the figures 3 , 4 and 5 show, each, a part of the crusher of the mill in development and with different examples of placement of the deflectors.
- the arrow R denotes the direction of rotation of the mill whereas the arrow D designates the direction of movement of the material to be ground.
- the plates designated A are conventional normal plates, while the plates designated B are plates designed in accordance with the present invention as baffles.
- each deflector B is adjacent to another deflector B at the two diametrically opposite corners to thereby define a complete or partial spiral around the inside of the ferrule.
- the figure 4 shows a configuration similar to that of the figure 3 with the difference that between a deflector B and two adjacent deflectors of the same spiral is a longitudinal row of plates A without reflectors.
- the figure 5 shows an example of a configuration similar to that of the figure 4 , but here each deflector B is separated from neighboring baffles of the same spiral by a diametral row of plate without baffles. It should be noted that, in this configuration, the axial spacing between two adjacent deflectors is greater than in the configurations of figures 3 and 4 .
- the number of deflectors can vary between 5% and 15% of the total number of armor plates.
- the figure 6 shows the complete development of a mill shell of 4 meters in diameter and 10 meters long.
- the baffles are spirally arranged in the mill according to the configuration of the figure 3 .
- the larger grinding machines therefore roll faster than the smaller grinding machines on the foot of the grinding load, that is to say from the back of the grinder to its entrance.
- This process of classification of grinding bodies is very effective. It has, on the other hand, another great advantage because the degree of filling increases from the inlet to the outlet. It is known, in fact, that the best grinding efficiency is obtained when the voids between the grinding bodies (more or less 41%) are filled with material and that the material to grind, while advancing in the grinder, "swells" (c that is, its apparent density decreases). It is therefore advantageous to have a higher degree of filling at the outlet of the mill to optimize the grinding efficiency.
- Another advantage is that the material to be ground is pushed more quickly through the mill and there is, thanks to these baffles, a better mixing between the grinding machinery and the material to be grinded.
- the deflector shown on the Figures 1 and 2 is a monobloc piece made by casting.
- a embodiment with a composite baffle will be described below with reference to the following figures.
- This composite deflector generally designated by the reference 30 on the figure 7 , has a fin 36 comparable to the fin 26 of Figures 1 and 2 but provided, at its base, a base 34 which, in the embodiment shown, has a square shape.
- the base 34 and the fin 36 form a single piece that can be made by casting but separated from the base plate 32.
- This base plate has an opening 40 of complementary shape to that of the base 34 and forming a frame for receiving this one. this.
- the base 34 and the opening 40 of the base plate 32 have complementary frustoconical sections, so that when the base 34 is disposed in its housing of the base plate 32 and is fixed through its fixing hole 38, at the mill shell, the base plate 32 is held in place by the base 34 and no longer needs to be attached to the ferrule.
- filling pieces 42 represented on the Figures 10 and 11 .
- These filling pieces 42 have exactly the same shape and the same section as the pedestals 34 shown on the Figures 7 to 9 but do not have fins 36.
- These parts make it possible to fill the openings 40 in the base plates 32 when it is desired to eliminate, as desired, certain deflectors 30 shown on the FIG. Figures 7 to 9 . It suffices, in fact, to unbolt the base 34, remove it with its fin 36, close the opening with the filling piece 42 and bolt it to the shell through its central opening 44.
- the fins 26 and 36 shown in the various figures are suitable, because of their beveled edge 28, for a grinder rotating in the direction indicated on them. figures 1 and 3 to 5 . In a grinder rotating in the opposite direction, it is necessary to provide deflectors which are symmetrical with respect to those shown in the figures.
- Standard base plates generally have an average thickness of ⁇ 40 mm, i.e. a standard DIN plate (314.16 x 250 mm) has a weight of the order of 24 kg.
- a standard DIN plate 314.16 x 250 mm
- the whole of a fin and a base weighs a maximum of 25 kg. Therefore, from the point of view of ergonomics and safety when fitting the shield, the deflectors proposed do not constitute a handicap.
- the comparison shows a weight reduction of almost 25%.
- the weight per m 2 would be 366 kg corresponding to a total weight of ⁇ 55 200 kg, that is to say a decrease of the order of 20%.
- a standard classifying shield one is sometimes faced with the problem that one can not absorb all the available power of the motor driving the crusher. This is due to the average thickness of these shields which reduces the useful internal volume of the mill.
- the Figures 12 and 13 show a part of the grinder shell, in development with an embodiment in which the deflectors of the plates B are oriented in the opposite direction of the embodiment of the preceding figures. If the fins are always inclined at an angle between 5 ° and 25 ° relative to a diametral plane, this inclination is, according to the Figures 12 and 13 , in the direction of the exit of the mill, that is to say that the lateral side of attack, seen in the direction of the rotation, which is also the beveled side, is this time closer to the exit of the grinder than the opposite side.
- the baffles are, moreover, bevelled on the face of the fin which is turned towards the exit of the mill and not on the opposite face as in the embodiment of the preceding figures.
- the mutual arrangement of the different deflectors B is, however, always made with the aim of obtaining a configuration in the form of a spiral whose inclination may, however, vary as shown by the comparison between the Figures 12 and 13 .
- the deflectors B are associated in pairs in successive adjacent rings.
- the fins of two adjacent deflectors B of the same ring are disposed, one of the inlet side of the deflector and the other of the outlet side of the deflector.
- the deflectors of Figures 12 and 13 can be either monobloc castings as illustrated on the Figures 1 and 2 , or composite parts according to the Figures 7 to 11 .
- the working side of the fins in the Figures 12 and 13 (which this time is the face turned towards the entrance of the mill) can be worked or include incrustations to increase its resistance.
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Description
- La présente invention concerne un blindage pour un broyeur tubulaire rotatif comprenant une virole cylindrique destinée à contenir de la matière à broyer et une charge d'engins broyants, dans lequel le blindage est constitué d'anneaux de plaques de blindage individuelles juxtaposées.
- L'invention vise plus particulièrement les broyeurs utilisés pour le broyage du ciment (clinker) en voie sèche, du charbon, du calcaire et des minerais en voie sèche ou humide. Ces broyeurs sont constitués d'une virole cylindrique métallique tournant autour de son axe longitudinal et contenant une charge broyante constituée d'engins broyants, généralement des boulets, mais pouvant également être constituée de cylpebs, boulpebs, etc., de dimensions variables. La matière à broyer est introduite d'un côté du broyeur et, au fur et à mesure de sa progression vers la sortie, du côté opposé, elle est concassée et broyée entre les engins broyants
- Un broyeur conventionnel est généralement divisé, dans le sens axial, au moyen d'une cloison diamétrale de séparation en deux chambres successives. La première chambre dans laquelle s'effectue le concassage grossier de la matière contient des boulets de broyage ayant généralement un diamètre compris entre 60 mm et 90 mm. La seconde chambre, dans laquelle s'effectue le broyage fin, contient des boulets de broyage d'un diamètre généralement compris entre 15 mm et 60 mm. A côté de ces broyeurs à deux chambres existent également des broyeurs à une seule chambre qui contiennent des engins broyants de différents diamètres et en quantités différentes selon le diamètre.
- Dans les deuxièmes chambres des broyeurs conventionnels ou dans les broyeurs à une seule chambre, il est bien connu qu'il faut des blindages autoclassants, c'est-à-dire des blindages qui, lors de la rotation du broyeur autour de leur axe, classent automatiquement les engins broyants en fonction de leur taille et plus particulièrement les gros engins broyants à l'entrée de la chambre de broyage et les plus petits vers la sortie de cette même chambre, ceci afin que le poids et la taille des engins broyants diminuent au fur et à mesure que la granulométrie de la matière qui avance dans la chambre de broyage diminue et devient plus fine. De cette façon, sur la longueur de la chambre de broyage, la dimension des engins broyants est adaptée à la granulométrie et à la finesse de la matière à broyer. Ceci permet généralement de diminuer la consommation énergétique par tonne de matière broyée de 10 à 20%.
- Il existe actuellement différents types de blindages autoclassants. L'un de ceux-ci a une forme en dents de scie dans le sens axial du broyeur, c'est-à-dire qu'il est constitué d'une succession de troncs de cône sur la longueur du broyeur qui convergent vers la sortie et présentent une pente dirigée vers l'entrée de la chambre de broyage. Les plaques formant ces blindages ont une épaisseur moyenne relativement élevée et sont donc assez lourdes. Cette épaisseur élevée entraîne également une perte de volume utile de la chambre de broyage et, par conséquent, dans certains cas, une impossibilité d'absorber toute la puissance disponible du moteur. Ces blindages sont, en outre, très sensibles aux grains, c'est-à-dire lorsqu'il y a une certaine accumulation de grains très durs (environ de 6 à 12 mm) dans les zones où se trouvent les petits engins broyants, le classement est fort perturbé, pouvant aller jusqu'au classement inverse, c'est-à-dire le renvoi des petits engins vers l'entrée et des gros engins vers la sortie.
- Dans un autre type de blindage tel que décrit dans le document
BE 09301481 - Dans le document
US 4211370 les plaques possèdent des déflecteurs ayant une configuration en forme de spirale. Néanmoins avec cette configuration le classement s'avère également difficile et souvent aléatoire. - Le but de la présente invention est de prévoir un nouveau blindage pour un broyeur tubulaire qui permet d'éliminer ou, du moins, de diminuer les inconvénients des blindages classiques, plus précisément un broyeur avec un blindage plus léger qui permet de créer un bon classement, qui est efficace et d'une grande souplesse à l'emploi.
- Pour atteindre cet objectif, la présente invention prévoit un broyeur tubulaire du genre décrit dans le préambule qui est caractérisé en ce qu'un certain nombre de plaques de blindages se trouvant à des endroits sélectionnés sont constitués sous forme de déflecteurs comprenant une ailette dressée de champ sur une plaque de base fixée à la virole et formant un angle inférieur à 25° par rapport à un plan diamétral du broyeur.
- Le côté latéral de l'ailette se trouvant du côté avant, vu dans le sens de rotation du broyeur, est, de préférence, biseauté, ce biseautage étant prévu sur la face tournée vers l'entrée du broyeur.
- Ce côté latéral biseauté de l'ailette se trouve, par rapport à la direction d'avancement de la matière, en retrait par rapport au côté latéral opposé.
- Cette inclinaison des ailettes, qui est de préférence supérieure à 5°, crée ainsi un effet d'hélice qui favorise la progression de la matière et contribue au classement des engins broyants.
- L'ailette peut former partie intégrante de la plaque de base et être réalisé ensemble avec celle-ci par coulée.
- L'ailette peut également être une pièce séparée, solidaire d'un socle muni d'un trou pour pouvoir être fixé à la virole du broyeur. Ce socle peut avoir une périphérie tronconique qui peut pénétrer dans une ouverture de forme complémentaire d'une plaque de base. Ainsi, la fixation de l'ailette par son socle constitue, en même temps, une fixation de la plaque de base à la virole.
- D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description de quelques modes de réalisation, présentés ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la
figure 1 est une vue schématique en plan d'un premier mode de réalisation d'un déflecteur selon la présente invention ; - la
figure 2 est une vue de profil du même déflecteur vu suivant la flèche II sur lafigure 1 ; - les
figures 3 à 6 illustrent schématiquement différentes configurations d'emplacement des déflecteurs sur la paroi intérieure de la virole ; - la
figure 7 montre schématiquement une vue en plan d'un second mode de réalisation d'un déflecteur ; - la
figure 8 montre une coupe transversale suivant le plan de coupe VIII-VIII sur lafigure 7 ; - la
figure 9 montre une vue de profil d'une ailette avec son socle ; - la
figure 10 montre une vue en plan d'une pièce de remplissage ; - la
figure 11 montre une vue en coupe transversale à travers la pièce de lafigure 10 et - les
figures 12 et 13 montrent des vues analogues à celles de lafigure 3 d'un mode de réalisation avec une autre orientation des déflecteurs. - Conformément à la présente invention, un certain nombre de plaques de blindage sont constituées sous forme de déflecteurs 20 tels que représentés sur les
figures 1 et 2 dont lafigure 1 est une vue plongeante sur un déflecteur 20 tandis que lafigure 2 est une vue de profil dans le sens de la flèche Il sur lafigure 1 qui représente également le sens de rotation du broyeur. Chaque déflecteur comporte une plaque de base 22 munie d'un trou central 24 pour être fixée sur la paroi intérieure de la virole du broyeur. - Sur la plaque 22 et faisant partie intégrante de celle-ci (par coulée) dans le mode de réalisation des
figures 1 et 2 se trouve une ailette 26 qui est dressée de champ sur la plaque 22, de préférence perpendiculairement à celle-ci. Cette ailette 26 peut avoir une épaisseur comprise entre 25 et 50 mm et une hauteur (radiale par rapport au broyeur) comprise de préférence entre 100 et 350 mm. - Selon une caractéristique importante de l'invention, chaque ailette 26 est inclinée par rapport à un plan diamétral du broyeur d'un angle α inférieur à 25°, de préférence compris entre 5° et 25° suivant les conditions de marche du broyeur et la nature de la charge broyante et de la matière à broyer.
- Le côté latéral de l'ailette 26 qui se trouve du côté avant, vu dans le sens de rotation du broyeur, est biseauté, dans l'exemple de réalisation des
figures 1 et 2 , sur la face de l'ailette 26 qui est tournée vers l'entrée du broyeur afin de former une arête plus ou moins aiguë 28. Cette arête 28 facilite la pénétration dans la charge et contribue à un relevage continu, c'est-à-dire empêche la projection d'engins broyants sur le blindage. - Les ailettes 26 seront généralement fabriquées en fonte très dure ou en acier si les conditions de travail du broyage sont plus dures, par exemple en cas d'utilisation de boulets de broyage de 90 mm de diamètre. Pour le broyage fin, avec des conditions de travail plus douces, la face travaillante de ces déflecteurs, c'est-à-dire la face tournée vers la sortie du broyeur (vers la droite sur la
figure 1 ), ainsi que l'arête 28 peuvent être rendues plus résistantes à l'usure par abrasion en utilisant du "padding" (c'est-à-dire un mélange de métal et de matière céramique). Ces zones peuvent également être protégées par des cordons de soudure en carbure de tungstène très dur par exemple. - Les
figures 3 ,4 et 5 montrent, chacune, une partie de la virole du broyeur en développement et avec différents exemples de configuration de placement des déflecteurs. Sur chacune de ces figures, la flèche R désigne le sens de rotation du broyeur tandis que la flèche D désigne la direction du déplacement de la matière à broyer. Les plaques désignées par A sont des plaques normales classiques, tandis que les plaques désignées par B sont des plaques conçues conformément à la présente invention comme déflecteurs. - D'après la
figure 3 , chaque déflecteur B est adjacent à un autre déflecteur B aux deux coins diamétralement opposés pour définir ainsi une spirale complète ou partielle sur tout le tour à l'intérieur de la virole. - La
figure 4 montre une configuration analogue à celle de lafigure 3 avec la différence qu'entre un déflecteur B et deux déflecteurs voisins de la même spirale se trouve une rangée longitudinale de plaques A sans réflecteurs. - La
figure 5 montre un exemple de configuration analogue à celle de lafigure 4 , mais ici chaque déflecteur B est séparé des déflecteurs voisins de la même spirale par une rangée diamétrale de plaque sans déflecteurs. A noter que, dans cette configuration, l'espacement axial entre deux déflecteurs voisins est plus grand que dans les configurations desfigures 3 et4 . - Dans un blindage complet, le nombre de déflecteurs peut varier entre 5% et 15% du nombre total de plaques de blindage.
- La
figure 6 montre le développement complet d'une virole d'un broyeur de 4 mètres de diamètres et de 10 mètres de long. Les déflecteurs sont disposés en spirale dans le broyeur selon la configuration de lafigure 3 . Dans un tel broyeur perforé norme DIN, il y a 40 plaques sur la circonférence et 40 plaques sur la longueur, soit un total de 1 600 plaques. S'il y a 10% de déflecteurs, soit 160 déflecteurs, ceux-ci sont disposés en quatre spirales de 40 plaques chacune dans le broyeur. Ces spirales sont représentées schématiquement sur lafigure 6 et numérotées successivement par 1, 2, 3 et 4. - Il est, par ailleurs, possible de modifier la distance entre deux spirales voisines sur la longueur du broyeur. Il est, par exemple, possible de rapprocher les spirales vers la sortie du broyeur, c'est-à-dire d'y prévoir plus de déflecteurs.
- Lors de la rotation du broyeur, tous ces déflecteurs pénètrent dans la charge broyante comme le soc d'une charrue et leur inclinaison par rapport à un plan diamétral combine avec la configuration en forme de spirales des déflecteurs refoule la charge broyante vers la sortie du broyeur. On réalise ainsi une inclinaison de la charge broyante par rapport à l'axe longitudinal du broyeur qui est de l'ordre de 0,5° à 2°.
- La conséquence est que le degré de remplissage mesuré à l'entrée du broyeur est un peu plus bas que celui mesuré à la sortie de la chambre de broyage.
- Les engins broyants les plus gros roulent par conséquent plus vite que les plus petits engins broyants sur le pied de la charge broyante, c'est-à-dire de l'arrière du broyeur vers son entrée. Ce procédé de classement de corps broyants est très efficace. Il a, par ailleurs, un autre grand avantage du fait que le degré de remplissage augmente de l'entrée vers la sortie. On sait, en effet, que le meilleur rendement de broyage est obtenu lorsque les vides entre les corps broyants (plus ou moins 41%) sont remplis de matière et que la matière à broyer, en avançant dans le broyeur, "gonfle" (c'est-à-dire que sa densité apparente diminue). Il y a donc intérêt à avoir un degré de remplissage plus élevé à la sortie du broyeur pour optimiser le rendement de broyage.
- Un autre avantage est que la matière à broyer est poussée plus vite à travers le broyeur et il y a, grâce à ces déflecteurs, un meilleur brassage entre les engins broyants et la matière à broyer.
- Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, le déflecteur montré sur les
figures 1 et 2 est une pièce monobloc réalisée par coulée. On va décrire ci-dessous, en référence aux figures suivantes, un mode de réalisation avec un déflecteur composite. - Ce déflecteur composite, désigné globalement par la référence 30 sur la
figure 7 , comporte une ailette 36 comparable à l'ailette 26 desfigures 1 et 2 mais pourvue, à sa base, d'un socle 34 qui, dans le mode de réalisation représenté, a une forme carrée. Le socle 34 et l'ailette 36 forment une pièce monobloc pouvant être réalisée par coulée mais séparée de la plaque de base 32. Cette plaque de base comporte une ouverture 40 de forme complémentaire à celle du socle 34 et formant un cadre pour recevoir celui-ci. - Comme le montrent les
figures 8 et 9 , le socle 34 et l'ouverture 40 de la plaque de base 32 ont des sections tronconiques complémentaires, si bien que, lorsque le socle 34 est disposé dans son logement de la plaque de base 32 et est fixé, à travers son trou de fixation 38, à la virole du broyeur, la plaque de base 32 est maintenue en place par le socle 34 et n'a plus besoin d'être fixée à la virole. - Selon un mode de réalisation avantageux, on a prévu des pièces de remplissage 42 représentées sur les
figures 10 et 11 . Ces pièces de remplissage 42 ont exactement la même forme et la même section que les socles 34 montrés sur lesfigures 7 à 9 mais sont dépourvues des ailettes 36. Ces pièces permettent de combler les ouvertures 40 dans les plaques de base 32 lorsqu'on souhaite supprimer, au choix, certains déflecteurs 30 montrés sur lesfigures 7 à 9 . Il suffit, en effet, de déboulonner le socle 34, de l'enlever avec son ailette 36, de reboucher l'ouverture avec la pièce de remplissage 42 et de boulonner celle-ci à la virole à travers son ouverture centrale 44. - Il est également possible de prévoir un certain nombre de plaques de base avec une pièce de remplissage 42, ce qui permet de transformer, en cas de besoin, une plaque de base en déflecteur en remplaçant la pièce de remplissage 42 par une ailette 36 et un socle 34. On peut ainsi augmenter ou diminuer, à volonté, le nombre de déflecteurs et changer la configuration intérieure de l'emplacement des déflecteurs.
- Les ailettes 26 et 36 montrées sur les différentes figures ne conviennent, en raison de leur arête biseautée 28, que pour un broyeur tournant dans le sens indiqué sur les
figures 1 et3 à 5 . Dans un broyeur tournant dans le sens opposé, il faut prévoir des déflecteurs qui sont symétriques par rapport à ceux qui sont montrés sur les figures. - Des essais dans une petite station pilote à échelle réduite ont montré que, pour un broyeur perforé norme DIN (c'est-à-dire avec des plaques de 314,16 mm de longueur d'arc en circonférence et 250 mm de longueur dans la direction axiale du broyeur), un nombre satisfaisant des plaques transformées en déflecteurs est de l'ordre de ± 10%.
- Ce nombre peut toutefois varier avec les conditions de marche du broyeur:
- a) à un faible de degré de remplissage (± 20%) du broyeur, le nombre de déflecteurs est plus grand quand la vitesse exprimée en pourcentage de la vitesse critique est faible. La vitesse critique est la vitesse de rotation du broyeur à laquelle se produit une centrifugation et cette vitesse est déterminée par la formule :
- de 55% à 65% Vcr (vitesse critique) : nombre de déflecteurs : environ 9% ;
- de 65% à 75% Vcr : nombre de déflecteurs : environ 8% ;
- de 75% à 85% Vcr : nombre de déflecteurs : environ 7%.
- b) avec un degré de remplissage de ± 30%, on aura les valeurs suivantes:
- de 55% à 65% Vcr : nombre de déflecteurs : environ 11% ;
- de 65% à 75% Vcr : nombre de déflecteurs : environ 10% ;
- de 75% à 85 % Ver : nombre de déflecteurs : environ 9%.
- c) avec un degré de remplissage de ± 40%, on aura les valeurs suivantes :
- de 55% à 65% Vcr : nombre de déflecteurs : environ 13% ;
- de 65% à 75% Vcr : nombre de déflecteurs : environ 11% ;
- de 75% à 85 % Vcr : nombre de déflecteurs : environ 10%.
- La hauteur des déflecteurs dépend essentiellement du diamètre des broyeurs. A titre d'exemple :
- pour des diamètres compris entre 1,5 et 2,5 m : ± 100 mm de hauteur,
- pour des diamètres compris entre 2,6 et 3,6 m : ± 200 mm de hauteur,
- pour des diamètres compris entre 3,7 et 4,8 m : ± 250 mm de hauteur,
- pour des diamètres compris entre 4,9 et 6,2 m : ± 300 mm de hauteur.
- Il est à noter que, si la hauteur des déflecteurs augmente, leur nombre peut diminuer.
- Les plaques de base standard ont, généralement, une épaisseur moyenne de ± 40 mm, c'est-à-dire qu'une plaque norme DIN (314,16 x 250 mm) a un poids de l'ordre de 24 kg. Dans le cas de déflecteurs composites selon les
figures 7 à 9 , l'ensemble d'une ailette et d'un socle pèse au maximum 25 kg. Par conséquent, du point de vue ergonomie et sécurité au montage du blindage, les déflecteurs proposés ne constituent pas un handicap. - L'invention a, en outre, l'avantage de permettre un gain assez significatif en poids du blindage par m2. Pour une deuxième chambre de broyage de 4,8 mètres de diamètre et de 10 mètres de long, ceci se chiffre de la manière suivante :
- surface à blinder : 150,8 m2 ;
- poids d'un blindage classant standard : 465 kg/m2, soit un total de 70 122 kg ;
- poids d'un blindage selon l'invention avec 10% de déflecteurs : 350 kg/m2, soit un total de 52 800 kg.
- La comparaison fait apparaître une diminution de poids de presque 25%.
- Dans le cas où il faudrait prévoir 15% de plaques conçues comme déflecteurs, le poids par m2 serait de 366 kg correspondant à un poids total de ± 55 200 kg, soit encore une diminution de l'ordre de 20%. Dans le cas d'un blindage classant standard, on est parfois confronté au problème qu'on ne peut pas absorber toute la puissance disponible du moteur entraînant le broyeur. Ceci est dû à l'épaisseur moyenne de ces blindages qui réduit le volume intérieur utile du broyeur.
- Dans le cas d'un broyeur de 4,8 mètres de diamètre sur 14,3 mètres de longueur utile tournant à 14,48 tours par minute (soit 75% de la vitesse critique) avec un degré de remplissage de 30% en corps broyants et une longueur utile de 4,3 mètres de la première chambre et de 10 mètres de la deuxième chambre, on a les valeurs suivantes :
- épaisseur moyenne d'un blindage classant standard : 87 mm ;
- épaisseur moyenne du nouveau blindage avec déflecteurs : 44 mm ;
- la puissance absorbée avec le blindage classant standard pour la deuxième chambre est de l'ordre de 3,256 KWh ;
- la puissance absorbée avec le nouveau blindage avec déflecteurs pour cette deuxième chambre est de l'ordre de 3,451 KWh, soit une augmentation de 6%.
- Pour le broyeur total, c'est-à-dire les deux chambres, on aura, lorsque la deuxième possède des plaques classantes standard, une puissance totale de 4,754 KWh. En revanche, lorsque la deuxième chambre est dotée du nouveau blindage, la puissance totale sera de l'ordre de 4,949 KWh, soit une différence favorable de 4%, ce qui se traduit par une augmentation du débit de l'ordre de 4%.
- Les
figures 12 et 13 montrent une partie de la virole du broyeur, en développement avec un mode de réalisation dans lequel les déflecteurs des plaques B sont orientés dans le sens contraire du mode de réalisation des figures précédentes. Si les ailettes sont toujours inclinées d'un angle compris entre 5° et 25° par rapport à un plan diamétral, cette inclinaison est, selon lesfigures 12 et 13 , dans le sens de la sortie du broyeur, c'est-à-dire que le côté latéral d'attaque, vu dans le sens de la rotation, qui est également le côté biseauté, se trouve cette fois plus près de la sortie du broyeur que le côté opposé. Les déflecteurs sont, par ailleurs, biseautés sur la face de l'ailette qui est tournée vers la sortie du broyeur et non sur la face opposée comme dans le mode de réalisation des figures précédentes. L'arrangement mutuel des différents déflecteurs B est toutefois toujours réalisé dans le souci d'obtenir une configuration en forme de spirale dont l'inclinaison peut toutefois varier comme en témoigne la comparaison entre lesfigures 12 et 13 . - Des essais avec un broyeur dont le blindage est conçu selon le mode de réalisation des
figures 12 et 13 a révélé, de manière surprenante, que l'effet de classement des engins broyants est au moins aussi efficace que celui réalisé avec le mode de réalisation des figures précédentes. Il faut donc en conclure que, pour ce qui concerne l'effet de classement, la configuration des différents déflecteurs en spirale ou en vrille sur la longueur du broyeur est au moins aussi importante et déterminante que le sens de l'inclinaison des ailettes individuelles par rapport à un plan diamétral du broyeur.
La disposition mutuelle des déflecteurs B dans le mode de réalisation de lafigure 12 est la même que cette de lafigure 3 et les configurations des spirales réalisées sont grosso modo les mêmes.
Dans le mode de réalisation de lafigure 13 , la spirale est moins raide que dans celui de lafigure 12 . A cet effet, les déflecteurs B sont associés par paires dans les anneaux adjacents successifs. Pour réaliser néanmoins une configuration en spirale, les ailettes des deux déflecteurs adjacents B du même anneau sont disposées, l'une du côté entrée du déflecteur et l'autre du côté sortie du déflecteur.
Il va sans dire que les déflecteurs desfigures 12 et 13 peuvent être, soit des pièces coulées monobloc comme illustré sur lesfigures 1 et 2 , soit des pièces composites selon lesfigures 7 à 11 . De même, la face travaillante des ailettes dans lesfigures 12 et 13 (qui, cette fois, est la face tournée vers l'entrée du broyeur) peut être travaillée ou comporter des incrustations pour augmenter sa résistance.
Claims (13)
- Blindage pour un broyeur tubulaire rotatif comprenant une virole cylindrique destinée à contenir de la matière à broyer et une charge d'engins broyants, dans lequel le blindage est constitué d'anneaux de plaques de blindage individuelles juxtaposées dans lequel un certain nombre de plaques de blindage se trouvant à des endroits sélectionnés sont constituées sous forme de déflecteurs (20, 30) comprenant une ailette (26, 36) dressée de champ sur une plaque de base (22, 32) fixée à la virole et formant un angle inférieur à 25° par rapport à un plan diamétral du broyeur et dans lequel les positions des déflecteurs (20, 30) sont sélectionnées de manière que l'ensemble des déflecteurs ait une configuration en forme de spirales.
- Blindage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ailette (26, 36) de chaque déflecteur (20, 30) forme un angle compris entre 5 et 25° par rapport à un plan diamétral du broyeur.
- Blindage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le côté latéral de l'ailette (26, 36) se trouvant du côté avant, vu dans le sens de rotation du broyeur, est biseauté pour former une arête aiguë (28), le biseautage étant prévu sur la face tournée vers l'entrée du broyeur.
- Blindage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le biseautage est prévu sur la face de l'ailette tournée vers l'entrée du broyeur..
- Blindage selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le côté latéral biseauté de l'ailette (26, 36) se trouve, par rapport à la direction d'avancement de la matière à broyer, en retrait par rapport au côté latéral opposé.
- Blindage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le biseautage est prévu sur la face de l'ailette tournée vers la sortie du broyeur.
- Blindage selon l'une quelconque des revendications 3 ou 6, caractérisé en ce que le côté latéral biseauté de l'ailette (26, 36) se trouve, par rapport à la direction d'avancement de la matière à broyer, devant le côté latéral opposé.
- Blindage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ailette (26) forme une partie intégrante de la plaque de base (22) et est réalisée ensemble avec celle-ci par coulée.
- Blindage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le déflecteur (30) est une pièce composite comprenant une ailette (36) avec un socle (34) qui est engagé dans une ouverture (40) de la plaque de base (32), ladite ouverture (40) ayant une forme complémentaire à celle du socle (34).
- Blindage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le socle (34) et l'ouverturé (40) ont des formes tronconiques complémentaires de manière à ce que la plaque de base (32) soit maintenue en place par le socle (34) lorsque celui-ci est boulonné à la virole du broyeur.
- Blindage selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé par des pièces de remplissage, (42) ayant la même forme que celle d'un socle (34) d'une ailette (36) et destinées à remplacer celle-ci dans une plaque de base (32).
- Blindage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la face travaillante des ailettes (26, 36) ainsi que l'arête (28) comportent des incrustations céramiques pour augmenter la résistance à l'abrasion.
- Broyeur tubulaire rotatif comprenant un blindage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
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