Le principe de fonctionnement et les caractéristiques de la presse à rouleaux

1.1 Principe de fonctionnement. L'efficacité d'un concasseur dépend de son principe de fonctionnement. Ce principe est étroitement lié au mécanisme de broyage des matériaux. Il est donc nécessaire d'étudier systématiquement le mécanisme de broyage des matériaux et de décrire en détail les conditions de fonctionnement de l'équipement afin de le mettre en œuvre avec des équipements spécifiques et d'atteindre un rendement élevé et des économies d'énergie. Cela nécessite des recherches sur les aspects suivants :
1. Le processus physique d’écrasement ;
2. Recherche sur le broyage de particules individuelles ;
3. Recherche sur l’écrasement des couches de matériaux ;
4. Simulation mathématique du processus de concassage ;
5. Conditions de fonctionnement et contrôle optimal de l'équipement de concassage. Les particules de matériau sont déformées puis brisées par la force mécanique exercée par le concasseur. La modification de la taille des particules de matériau, de grosses à petites, est un processus physique. La relation interne de ce processus peut être révélée par le concassage de particules individuelles et le concassage en couches.
(1) Broyage de particules individuelles. Les chercheurs allemands ont mené de nombreuses recherches sur le broyage de particules individuelles depuis les années 1960. Les principaux équipements utilisés sont une machine d'essai de pression, une machine d'essai combinée compression-cisaillement et une machine à rouleaux. L'essai montre que la déformation des particules de matériau sous pression pure est bien supérieure à celle sous force de cisaillement. C'est la base théorique de la production depresse à rouleauxLe broyage du broyeur tubulaire appartient essentiellement à la catégorie du broyage monoparticule. Les particules de matériau dans le broyeur tubulaire sont impactées et broyées entre le corps de broyage, puis entre le matériau et la plaque de revêtement. Le broyage des particules, des plus grosses aux plus fines, est très aléatoire. Le spectre de distribution d'énergie généré par le mouvement des billes de broyage est donc très large. Une énergie trop importante ou trop faible ne peut être raisonnablement absorbée par le matériau lors du broyage, ce qui rend son taux d'utilisation efficace très faible. La présence de larges pores entre le corps de broyage permet un contact théorique ponctuel ou linéaire, ce qui fait que le matériau appartient à la catégorie du broyage monoparticule. Lors du broyage des matériaux, une fine couche de poudre est souvent adsorbée à la surface du corps de broyage et de la plaque de revêtement, agissant comme une couche d'amortissement. D'une part, cette fine couche absorbe l'énergie nécessaire au rebroyage, et d'autre part, les particules de matériau sont trop fines, ce qui provoque un surbroyage et une consommation d'énergie inutile. D'autre part, les particules de matériau devant être broyées ne bénéficient pas d'une énergie d'impact suffisante. Une zone de rétention se trouve toujours sur le trajet du corps de broyage, qui ne fournit pratiquement aucun effort et gaspille de l'énergie dans cette zone. Dans un broyeur tubulaire, un seul impact sur les particules est efficace après 1 000 cycles d'impact ; les autres impacts sont inefficaces, mais les efforts d'amélioration sont vains. C'est la raison principale de l'efficacité de broyage extrêmement faible et de la consommation électrique élevée du broyeur tubulaire. Malgré les améliorations constantes du broyeur tubulaire et de son système de broyage, notamment de sa structure interne, et les nombreuses mesures prises pour améliorer l'efficacité du système de sélection des poudres, et les résultats obtenus, le mécanisme de broyage final n'a pas beaucoup évolué. Par conséquent, la consommation électrique du système de concassage et de broyage du clinker de ciment reste difficile à réduire à 32 kWh/t. L'amélioration de l'étiquetage du ciment entraînera une forte augmentation de la consommation électrique unitaire de broyage.

(2) Le broyeur vertical à couches de matériau est un équipement industriel de broyage à basse pression. Outre la pression principale, la couche de matériau est également soumise à un cisaillement entre le rouleau et le disque. En effet, lors du laminage du rouleau et du broyeur, outre la vitesse relative nulle sur la circonférence centrale, une vitesse relative est présente de chaque côté, d'autant plus que la distance par rapport au centre du broyeur est grande. De plus, lorsque la couche de matériau est soumise à la pression, cette pression est transférée entre les particules de matériau qui la composent, et celles-ci, sous l'effet du laminage, subissent un cisaillement. La déformation des particules sous l'effet du cisaillement est bien plus faible que sous l'effet de la pression, et la force et la proportion de la pression sont bien supérieures à celles du broyeur tubulaire. De plus, le broyeur vertical est un broyeur à couches de matériaux, formant un lit de matériau. Sa force centrifuge, en bordure de la section transversale, empêche la chute du matériau à l'intérieur de l'extension du pieu. À l'extérieur, un bloc de plaque de charbon réglable en hauteur permet de ne projeter qu'une partie du matériau. Contrairement au broyeur tubulaire, l'impact de la boule de broyeur peut se déplacer librement, évitant ainsi que les particules affectées ne forment des paquets. L'impact absorbe très peu de travail. Par conséquent, l'efficacité de broyage du broyeur vertical est supérieure à celle du broyeur tubulaire, et sa consommation d'énergie est relativement faible. Le broyeur vertical utilise la force centrifuge et la pression du liquide pour exercer une pression sur la couche de matériau à travers le rouleau de broyage, tandis que le disque de broyage entraîne le rouleau de broyage autour de son axe. La pression du broyeur vertical est évidemment bien supérieure à celle du broyeur tubulaire, mais elle est bien inférieure à celle de la presse à rouleaux. Le broyeur vertical est donc un équipement de concassage à basse pression. En raison de la faible pression, la couche de matériau est relativement lâche et les particules s'extrudent mutuellement, ce qui entraîne un décapage et un meulage de la surface, c'est-à-dire une force de cisaillement. Le principe de fonctionnement de la presse à rouleaux est illustré à la figure 2-1. Elle repose principalement sur deux rouleaux d'extrusion montés horizontalement et tournant de manière synchrone pour écraser la couche de matériau sous haute pression. Lorsque la couche de matériau fermée est forcée de descendre, la pression d'extrusion augmente progressivement jusqu'à ce qu'elle soit écrasée et extrudée en un gâteau de matériau dense, puis déchargée de la machine. La résistance mécanique de ce gâteau est très faible et il peut être brisé par torsion manuelle. Le gâteau contient une grande quantité de poudre fine, dont les particules fines finies inférieures à 90 μm représentent environ 20 à 30 %. La structure interne des particules grossières est détruite, ce qui entraîne de nombreuses microfissures et une aptitude élevée à la cuisson. C'est-à-dire que les particules de matière de moins de 2 mm dans le gâteau extrudé représentent environ 60 à 70 %, et il y a de nombreuses microfissures.

Le principe de fonctionnement de la presse à rouleaux est similaire à celui du concasseur à rouleaux. Elle est composée de deux rouleaux opposés qui, sous l'action d'une poussée externe, « brisent » le matériau. Cependant, leur principe de fonctionnement est radicalement différent. Le principe de fonctionnement de la presse à rouleaux est simple : le broyage des couches de matériau sous haute pression. Comparé au concasseur, il est le suivant :
1. La pression d'extrusion fournie par le système hydraulique atteint des centaines de tonnes, voire des milliers de tonnes, c'est-à-dire que la pression est élevée.
2. Il ne s'agit pas d'un broyage de particules individuelles, mais d'un broyage de couches de matériaux à haute pression entre eux dans un espace clos. C'est ce qui permet aux presses à rouleaux d'économiser de l'énergie.
1.2 Principales caractéristiques du broyage au broyeur à cylindres Selon les résultats de l'application pratique du broyeur à cylindres dans l'industrie du ciment, les principales caractéristiques suivantes sont résumées :
(1) Augmenter la production : L'installation d'une presse à rouleaux dans le système de broyage peut exploiter pleinement la capacité potentielle de l'équipement de broyage, augmenter la production de 50 à 100 % et améliorer l'efficacité de production de l'ensemble du système.
(2) Réduction de la consommation d'énergie : Le broyage des matériaux à l'aide d'une presse permet de réduire considérablement la consommation d'énergie totale du système de broyage. Comparé à la méthode de broyage traditionnelle, l'économie d'énergie est de 25 à 50 %, ce qui représente un gain d'énergie annuel considérable.
(3) Économies d'investissement : Comparé au broyeur à tubes, le broyeur à cylindres, de même capacité de production, présente une structure simple, une petite taille, un poids léger et un encombrement réduit, ce qui permet de réduire les investissements en construction civile et de faciliter la transformation du système de broyage d'origine. De plus, l'exploitation et la maintenance du broyeur sont facilitées.presse à rouleauxc'est aussi très simple.
(4) Bon environnement de travail : le matériau est pressé et écrasé de manière continue et stable dans le couvercle du rouleau d'extrusion, et la poussière nocive n'est pas facile à se propager, en même temps, comme il n'y a presque aucun impact, le bruit du rouleau est beaucoup plus petit que celui du broyeur à tubes.
(5) Facilité de développement : le broyeur à tubes traditionnel est limité par des contraintes de traitement, de transport, de traitement thermique et autres, et le broyeur à tubes à grande échelle est fortement limité. Le système de broyage à rouleaux résout ce problème. Le développement à grande échelle du système de broyage est devenu une réalité.

1.3 Conditions de travail stables de la presse à rouleaux Après des années de pratique, le fonctionnement sûr et stable de la presse à rouleaux doit répondre aux conditions suivantes :
(1) Le matériau d'alimentation doit avoir une certaine pression de matériau, afin de garantir que le matériau est introduit de manière constante et continue dans le rouleau pour former une couche de matériau plus dense.
(2) La granularité du matériau alimenté doit répondre aux exigences de conception pour former une couche de matériau plus dense, à l'exception de la partie où des particules individuelles peuvent être brisées avant que la couche de matériau haute pression ne soit écrasée.
(3) Le broyage doit avoir une force d'écrasement par extrusion suffisamment grande, cependant, la valeur de la force d'écrasement pour différents matériaux et les effets d'extrusion ont des exigences différentes, doit être déterminée en testant la meilleure valeur.