Finesse du combustible

Les combustibles sont broyés à l’aide d’un broyeur horizontal à boulets. Holcim exige que les granulats des combustibles soient d’une taille de 90 μm. Si le broyage du combustible est non maîtrisé, on a donc des grains de grande taille ce qui diminue la surface de contact entre l’oxygène et le combustible alors une combustion incomplète.
Une combustion incomplète influe la quantité produite du clinker. La chaux ne peut être saturée et reste sous forme de chaux non combinée ou chaux libre qui est un paramètre essentiel pour juger la qualité et le degré de cuisson du clinker.
Une combustion incomplète influence aussi la stabilité du procédé de cuisson.
C’est un problème fréquemment rencontré qui cause le bouchage de la partie amont du four et de la partie inférieure du préchauffeur. Ce phénomène s’explique par la volatilisation en zone de cuisson des sulfates alcalins, suivie d’une ré-condensation en amont du four et en partie basse du préchauffeur qui conduit à des concrétions importantes et par la suite à un arrêt de four. Une amélioration de la combustion est nécessaire en ayant une finesse optimale du combustible.
La figure n°= 16 présente une corrélation entre la finesse de petcoke et la consommation calorifique.
Figure 16: Influence de la finesse du petcoke sur la consommation calorifique

Interprétation

On remarque d’après la figure ci-dessus que la consommation calorifique augmente vec l’augmentation de la finesse du combustible. Une grande finesse du combustible diminue la surface de contact entre l’oxygène de l’air de combustion et les grains du combustible. Ce qui fait que les besoins calorifiques en combustible nécessaire pour la cuisson du clinker augmentent.
Il faut s’assurer d’un bon broyage de combustibles en approvisionnant un bon fonctionnement des séparateurs de vitesse à l’intérieur du broyeur de combustible, car ils contrôlent le passage des grains de combustibles broyés ayant la finesse visée. Il faut aussi veiller à contrôler le tirage du combustible par les ventilateurs.
Il faut s’assurer d’un bon séchage du combustible pour faciliter sa combustion.

Composition chimique du cru

Modules du cru

Facteur de saturation en chaux -FSCLe

facteur de saturation en chaux mesure le taux de chaux nécessaire pour se compiler avec la silice, l’alumine et l’oxyde de fer. Le FSC se mesure avec la formule suivante :
𝐹𝑆𝐶 = % CaO 2,8 ∗ % 𝑆𝑖𝑂2 + 1,18 ∗ % 𝐴𝑙2𝑂3 + 0,6 ∗ % 𝐹𝑒2𝑂3
 Le F.S.C idéal est de 100 (avec petcoke comme combustible)
 Si le F.S.C est élevé (>> 100), on a :
– Consommation calorifique élevée (cuisson difficile),
– Consommation des briques
– Augmentation de la teneur en chaux libre,
– C3S augmente (par conséquent résistance du ciment),
– Chaleur d’hydratation augmente (Si C3A augmente).
 Si le F.S.C est faible (<< 100), on obtient :
– Cru facile à cuir
– Faible consommation calorifique
– Faible teneur en chaux libre (en raison de l’excès de la phase liquide dans la zone de cuisson)
– Le croutage est lavé
– Baisse de C3S et augmentation de C2S. Il y’a tendance à formation des boulets du clinker dans le four
– Clinker moins réactif
La figure n°= 17 présente une corrélation entre le module de facteur de saturation en chaux et la consommation calorifique du four.
Figure 17: Influence du facteur de saturation en chaux sur la consommation calorifique
Interprétation
D’après la figure, lorsque le FSC dépasse la valeur de 100, la consommation calorifique augmente. L’augmentation du facteur de saturation en chaux indique une augmentation de chaux libre et ceci cause une difficulté de la cuisson du cru.
Il faut veiller à un dosage adéquat du calcaire dans le mélange pour ne pas dépasser la valeur optimale du facteur de saturation en chaux. Ce qui favorise les réactions chimiques entre la chaux et les oxydes de silice, d’aluminium et du fer.

Module silicique -MSLe

module silicique mesure le taux de silice par rapport au taux d’oxydes de fer et d’aluminium ensemble.
Fe2O3 et Al2O3 sont des agents de fusion, c’est eux qui initient la formation de la phase liquide. Si leur taux et faible, le MS est élevé et la cuisson est difficile.
La silice passe surtout, lors de la clinkérisation dans les phases solides (alite et bélite), tandis que l’alumine et l’oxyde de fer passent dans la phase fondue.
𝑀𝑆 = % Si𝑂2 % 𝐴𝑙2𝑂3 + % 𝐹𝑒2𝑂3
La figure n°= 18 présente une corrélation entre le module silicique et la consommation calorifique.
Figure 18: Influence du module silicique sur la consommation calorifique
Interprétation :
On assiste à une augmentation de la consommation calorifique du four lorsque le module silicique augmente. Un module silicique élevé indique que le taux de silice est élevé par rapport à celui d’oxydes d’aluminium et du fer. Ceci guidera à une difficulté de la cuisson de la silice supplémentaire et donc une augmentation de l’énergie thermique nécessaire pour la cuisson.
Il faut veiller à un dosage adéquat des matières premières ainsi que celui des matières de correction avant le broyage.

Module aluminoferrique -MAFSa

valeur caractérise la nature de la phase fondue, contenant la presque totalité des deux oxydes Al2O3 et Fe2O3. Quand MAF augmente, la viscosité de la phase fluide augmente aussi, par conséquent, une difficulté à la cuisson d’où une grande consommation d’énergie.
𝑀𝐴𝐹 = % Al2O3 % 𝐹𝑒2𝑂3
– Quand A/F est faible, la viscosité de la phase fluide diminue ;
– Pour les A/F < 1.65 il ne se forme plus de phase C3A ;
– Plus A/F est élevé Plus la proportion d ’aluminate est grande plus la phase liquide est visqueuse et plus la température de clinkérisation sera élevée ;
– Les ciments ne contenant pas de C3A possèdent une forte résistance chimique aux sulfates.
La figure n°= 19 présente une corrélation entre le module alumino-ferrique et la consommation calorifique.