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      Systèmes de pré-broyage        
                   
      3   Presse à rouleaux        
         3.1 Introduction:        
        - Comme déjà dit en introduction, les presses à rouleaux ont connu un grand succès dés leur apparition et malgré
          des problèmes de fiabilité au niveau des rouleaux de broyage, surtout dans les cas du traitement du clinker.
        - Ces problèmes maitrisés, le domaine d'application s'est élargi comme le montre la liste ci-dessous (non-exhaustive).
          * clinker        
          * laitier        
          * calcaire        
          * charbon        
          * minerai de fer        
          * minerai de cuivre        
          * quartzite        
          * chaux        
          * minerai d’or        
          * diamants        
          * phosphate        
        - La presse à rouleaux est utilisée tant pour le concassage que pour le broyage grossier ou le broyage fin.
        - Encore aujourd'hui, avec l'éclosion d'autres systèmes de broyage tels que le broyeur vertical, la presse à rouleaux
          semble être l'alternative qui réunit le plus d'atouts.      
         3.2 Principe de fonctionnement:        
        - Schéma de fonctionnement ci-dessous:        
         
     
         
               
               
               
               
               
               
               
               
               
               
               
               
               
               
               
        - La presse à rouleaux est constituée principalement de 2 rouleaux de broyage disposés horizontalement.
        - Comme on le voit sur le dessin ci-dessus, les 2 rouleaux tournent en sens opposé.  
        - L'un est mobile, l'autre est fixe.        
        - La matière arrive du dessus et tombe par gravité entre les deux rouleaux.     
        - L'installation a une trémie d'alimentation réglable qui vise à fournir un approvisionnement constant aux cylindres.
        - Le rouleau mobile exerce la pression nécessaire pour réaliser l'action de broyage des particules. 
        - La poussée du cylindre mobile est effectuée par un circuit hydraulique et amortie avec de l'azote gazeux.
        - Cette action de broyage est souvent appelé "broyage dans un lit de matière".    
        - La pression est maximum à l'endroit où les rouleaux sont le plus proches l'un de l'autre.  
        - Ensuite la pression diminue rapidement et la matière sort en forme de galettes compactées (cakes en anglais).
        - On peut employer aussi le nom "plaquettes" pour définir la matière sortant de la presse.  
        - La matière passe ensuite dans un désagglomérateur.      
        - Nous verrons par après la suite du cheminement de la matière car il existe de nombreux circuits possibles.
        - Dans le chapitre suivant, nous décortiquerons un peu plus l'action de broyage de la presse à rouleaux.
         3.3 Explication de l'action de broyage:        
        - Schéma des zones de travail:        
         
     
           
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
                   
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        - La matière sort de la trémie d'alimentation à partir de la ligne AA'.      
        - L'alimentation en matière entre les rouleaux est effectuée par l'intermédiaire de la force de gravité et la friction
          entre le rouleau et la matière.        
        - C'est le début de la zone d'introduction qui va jusqu'à la ligne BB'.      
        - La matière n'est pas encore soumise à pression dans cette zone AA'-BB' et sa densité apparente est toujours la même.
        - A partir de AA', la vitesse de la matière augmente jusqu'à se rapprocher de celle des rouleaux en BB'.
        - L'angle αi de la figure correspondant à cette zone d'introduction est dépendant de la régulation de l'alimentation.
        - Ensuite, la matière rentre dans la zone de compression qui se situe entre BB' et DD'.  
        - Dans cette zone, la pression sur le lit de matière présent monte très vite jusqu'à atteindre son maximum un peu
          avant la ligne DD'.        
        - La matière est concassée et broyée dans cette zone.      
        - Le lit de matière entre les rouleaux est broyé par un mécanisme de rupture interparticulaire.  
        - Autrement dit, les particules sont réduites en taille par des forces de compression entre elles.
        - Illustration ci-dessous:        
         
     
           
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
        - Notons que la ligne DD' correspond à la ligne des centres des rouleaux.    
        - L'angle αc correspond à cette zone.        
        - La zone de compression correspond évidemment à une augmentation de la densité apparente du matériau.
        - Les densités de matière sont liées par la relation suivante:      
         
     
           
                 
          avec:        
          ρo est la densité initiale au niveau BB',        
          Ho est la distance entre B et B',        
          ρ est densité au point de compactation maximum, soit au niveau DD'    
          H est la distance entre D et D'.        
        - Dans la zone de compression (on peut aussi dire compactage) se trouve la zone CC'-DD'.  
        - Dans cette zone CC'-DD' qui est la dernière partie de la zone de compactage, il y a un phénomène de déformation
          plastique, ainsi que l'apparition de micro-fissures pour les particules fragiles (friables).  
        - Un broyage interparticulaire a lieu et chaque particule transmet la force imposée à une autre particule.
        - L'angle αf correspond à cette zone et s'appelle aussi angle de friction, où le processus de laminage de la matière
          se termine.        
        - A partir de la ligne CC ', le signe de la force de friction change et la matière est poussée hors de la zone de compactage.
        - A partir de la ligne DD', la pression diminue très rapidement jusqu'à devenir nulle.  
        - En dessous de la ligne DD', le produit qui sort est une galette compacte, composée d'une grande proportion de fines
          particules et de particules micro-fissurées.        
        -  Illustration de micro-fissures ci-dessous:        
         
     
           
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
        - Il est aussi important de noter que la matière qui n'a été déformée qu'élastiquement dans la zone CC'-DD' retrouve
          son état originel dés que la pression disparait.      
        - Dans cette dernière zone DD'-EE', correspondant à l'angle αd, on voit que la matière en expansion passe donc
          d'une épaisseur H à une épaisseur Hd supérieure.      
                   
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