Du clinker aux ciments

L'extractio
ana
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matiere
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rerrueres
Les matieres premieres sont extraites des parois rocheuses d'une carriere ciel ouvert par abattage
rnecanique ou encore par ripage au bulldozer. La roche est reprise par des
dumpers vers un atelier de concassage. Pour produire des ciments de qualites constantes, les matieres
premieres doiven t etre tres soigneusement echantillonnees, dosees et rnelanqees de facon aobtenir
une composition parfaitement requllere dans Ie temps.
aI'explosif ou a la pelle
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Concasseur
marteaux
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Carrieres
Chargeur
Calcaire
+ Argile
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Dumper
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Trernies d'alimentation
Pontgratteur (Gratteur portique)
et
Stockag
rehornoqeneisatton
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Mais si elle peut varier d'une cimenterie a I'autre en fonction de la qualite du gisement exploite, lacomposition du cru reste dans
des proportions bien defintes : -Carbonate de calcium (CaCo3) : de 77 a83 %·Silice (Si02) : de 13 a 14% ·Alumine(AI203) : de 2 a
4% ·Oxyde ferrique (Fe203) : de 1,5 a3 % La roche est echantillonnee en continu pour deterrninerla quantite des differents
ajouts necessaires (oxyde de fer,alumine et silice). Le melange estensuite realise dans un hall de prehornoqeneisatlon au la
matiere estdisposeeen couches horizontales superposees puisreprise verticalement.
Le sechaoe et Ie brovage
/
broyeurs a meules
broyeurs aboulets
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Silos de Stocage cru
Pour favoriser les reactions chimiques ulterieures, les matieres premieres doivent etre sechees et broyees tres finement (quelques
microns) dans des broyeurs boulets ou dans des broyeurs meules verticaux. Ces derniers, plus recents, sont plus economes en
enerqie et permettentun sechaqe plus efficace. Ensuite 3 voies sont possibles: la voie humide, la voie seche et seml-seche.
La premiere est plus ancienne et implique une grande consommation d'enerqle pour evaporer I'eau excedentaire. Aujourd'hui,
laSCIMA utilise la voie seche, Dans ces precedes, les rnatleres premieres sont parfaitement homoqenelsees et sechees lors de
?I'operation de broyage a fin d'obtenir la farine. Celle-ci peut etreintroduite directement dans ?Ie four sous forme pulverulente
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o ogeneisatio
Sous l'effet de surpression la f arine crue
est fluid isee , hornogeneisee, ensuite
acherninee vers l'atelier de cuisson
Silos d'hcmoqenelsatlon
J.'
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a cursson
La cuisson se fait a uneternperature voisine de 1450
O( dans un fourrotatif, long cylindre tournant de 1,5
3 tours/minute et legerement incline.
La matiere chemine lentement et se combine en
venant la rencontre de la source de chaleur, une
longue flarnrnealirnentee au charbon pulverise, au
fuellourd, au gaz, ou encore partiellement avec
des combustibles de substitution (valorisation de
residus d'autres industries) . L'enerqle caloritique
consornmee est considerable: 3 200a 4 200 K Joules
(l'equ ivalent de 100 kg de charbon) partonne de
clinker produit. Pour ameliorer Ie bilan thermique, on
utilise en amont du four un echanqeur thermique qui
prechauffele cru a environ 800 "C,
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....
I
•
Deux types d'echanqeurs sont utilises:
-l'echanqeur cyclone si Ie cru est introduit dans Ie four sous forme pulverulente (voie seche),
-l'echanqeur grille s'll est introduit sous forme de granules hurnidifiees (voie sernl-seche) ,
Entre l'echanqeur et Ie four, est quelque fois lnstalle un brCJleur supplernentalre assurant une
«precaklnatlon», c'est dire une decarbonatation partielle qui favorise les reactions ulterleures
de dlnkerlsatlon et ameliore la fiablllte de I'atelier de cuisson .
A la sortie du four, un refroidisseur permet d'assurer la trempe des nodules incandescents
et de les ramener une temperature d'environ 100 deqres.
Tout au long de la cuisson, un ensemble de reactions physico-ch imiques conduit I'obtention
du clinker:
la decarbonatatlon du carbonate de calcium (calcaire) donne de la chaux vive,I'argile se scinde
en ses constituants : silice et alumine qui se combinent la chaux pour former des silicates et
aluminates de chaux. Ce phenomene progressif constitue la cllnkerisation.
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Du clinker aux ciments
Stackage clinker
Pour obtenir un ciment aux proprietes hydrauliques actives, Ie clinker do lt
etre son tour broye tres finement. Ce broyage s'effectue dans des
broyeurs boulets. Les corps broyants sont constitues de boulets d'acier
qui, par choc, font edater les grains de clinker et arnenent progressivement
Ie ciment l'etat de fine farine, ne comportant que tres peu de grains
superieurs 40 microns.
A la sortie du broyeur, un cyclone separe les elements suffisamment fins
des autres qui sont renvoyes I'entree du broyeur. Cest egalement lors
du broyage que I'on ajoute au clinker Ie gypse (3 5%) indispensable
la regulation de prise du ciment. On obtient alors Ie ciment "Portland".
Les ciments " ajouts " sont obtenus par I'addition au clinker, lors de son
broyage, d'elements rnlneraux supplernentaires contenus par exemple
dans les laitiers de hauts fourneaux.
les fillers calcaires, les pouzzolanes naturelles ou artificielles. Ainsi sont
obtenues les differentes categories de ciments qui permettront la
realisation d'ouvrages allant du plus courant au plus exigeant.
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Broyage clinker
Les expeditions
Achemines vers les silos de stockage par transport
pneumatique ou mecanique, les ciments quittent
I'usine en sacs ou en vrac.
Lessacs contiennent qeneralernent 25 ou 50 kg
de ciment et I'ensachage atteint frequemrnent
100 tonnes par heure. Les sacssont achemines
vers des palettiseurs quiconstituent des palettes
de 1500 kg transportees par camion.
Le ciment livre en vrac constitue 70% de la
production. II est transporte par camion-citerne,
ou par train.
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Stockage et Expedition du ciment
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