Février 2015

Supporter la chaleur

Daniele Sciuto,
Euromecc, Italie,
explique les solutions techniques adoptées lors de la conception d’une centrale de stockage de ciment recevant du ciment alumineux à 120°C.

Vue d’ensemble
En 2011, Euromecc a été choisi pour concevoir et réaliser une solution clé en main pour une centrale de stockage de ciment alumineux en Europe par l’un des principaux entrepreneurs dans ce domaine. La capacité de stockage requise était d’environ 5000 m3, avec une prédisposition pour des améliorations futures, tandis que les caractéristiques clés étaient liées au produit et à la gestion de la température.

Le projet
Le principal défi a été d’adapter la centrale de stockage au terrain disponible. Le département technique d’Euromecc a élaboré plusieurs propositions afin d’assurer un équilibre optimal entre l’espace disponible et la capacité requise. Malgré la superficie limitée du site, les ingénieurs ont trouvé un moyen de stocker jusqu’à 5000 m3 de ciment en utilisant différents types de silos à ciment. Les deux silos principaux ont une capacité de stockage de 1500 m3 de ciment chacun, et quatre autres silos de stockage ont chacun une capacité de 530 m3. Il y a également un silo tampon au-dessus de la station de chargement, qui peut stocker un maximum de 120 m3. Le projet a été développé dans l’optique d’augmenter la capacité de stockage avec l’ajout de deux silos à ciment supplémentaires (515 m3 et 300 m3).

Le ciment est transporté du moulin à l’unité de stockage par un système pneumatique, qui est connecté à une unité principale de filtration conçue et fabriquée par Euromecc en fonction de l’espace disponible et des spécifications requises. Cet appareil peut aspirer jusqu’à 9000 m3/h d’air du système pneumatique et, grâce à sa géométrie, il permet de traiter le ciment fluidisé. Le système d’alimentation des silos commence au niveau du filtre. Ce système est composé de plusieurs aéroglissières qui transportent le ciment précipité du filtre pour remplir le silo sélectionné parmi les six disponibles. Concernant le déchargement, la solution technique comprend plusieurs vis extractrices qui reversent le ciment dans plusieurs aéroglissières. Euromecc a décidé d’utiliser à la fois des vis et des aéroglissières car elles permettent de compenser la différence de hauteur : bien que les vis nécessitent une inclinaison positive entre 20° et 45°, une aéroglissière nécessite une inclinaison négative d’au moins 5 à 6°. Ainsi, en utilisant les deux technologies, il a été possible de réduire la hauteur nécessaire de l’ensemble de la structure.

Les lignes d’extraction acheminent le matériau sur deux élévateurs à godets, qui sont connectés à un by-pass thermique permettant de vérifier la température du ciment avant d’autoriser son déchargement vers le silo tampon. En fonction de la température ou du cycle requis, le tampon est déchargé sur un tamis vibrant pour un cycle de nettoyage, après quoi il peut être chargé dans des camions-citernes et des wagons à différents points de chargement, ou à nouveau stocké dans l’un des silos.

Comme le montre la figure 1, chaque composant est presque dupliqué. Cela crée deux lignes de production indépendantes qui gèrent le ciment gris et blanc tout en évitant toute contamination des produits. Cela augmente également la fiabilité de l’usine en garantissant son fonctionnement continu lorsqu’un composant doit être contrôlé pour des opérations de maintenance ordinaires.

Enfin, l’ensemble de l’usine est correctement encloisonné (figure 2) : la bardage isolant protège l’usine, renforçant l’aspect écologique du complexe et permettant à l’usine de fonctionner 24 h/24 et 7 j/7 sans émissions de poussières ni niveaux de bruit élevés affectant la communauté locale.

S’adapter au ciment alumineux
Le ciment alumineux est un matériau agressif en raison de la forte présence d’Al2O3, ce qui signifie que des niveaux d’usure élevés peuvent affecter la durée de vie des composants. Lors de la conception de l’installation, plusieurs mesures ont été prises pour réduire l’impact du matériau sur les composants, les plus critiques étant ceux qui sont en contact intermittent avec les particules de ciment lors de leurs différentes phases de travail. Cela inclut les composants de l’unité principale de filtration qui reçoivent le matériau provenant du moulin, toutes les vis, ainsi que les élévateurs à godets qui transportent le ciment alumineux par friction.

Le filtre est composé de deux chambres séparées : la première reçoit le matériau de la ligne pneumatique, tandis que la seconde contient les éléments filtrants. Le ciment fluidisé qui arrive du moulin à une densité de vrac de 0,9 t/m3. Afin d’atteindre une densité apparente de 1,3 à 1,5 t/m3, un système de drainage d’air approprié est nécessaire pour faire évacuer l’air. Il a donc été nécessaire de recouvrir la surface de contact de plaques de Hardox, qui ont également été installées au niveau de la zone de décharge du filtre.

Les vis choisies sont courtes afin d’éviter la présence de roulements intermédiaires. Celles-ci ont été équipées d’une spirale Hardox spéciale, ce qui permet d’améliorer leurs performances globales.

Les élévateurs à godets ont été personnalisés en renforçant les godets avec de l’acier spécial anti-usure CREUSABRO 321, tandis que les éléments de joints ont été fabriqués en acier 21Mn4 et C45. De plus, dans les silos où le ciment ne se déplace pas normalement, l’épaisseur des cônes a été augmentée par rapport aux standards.

Refroidissement
Le ciment arrive du moulin à un débit de 20 t/h avec une température de 120°C. Cela est relativement élevé pour une centrale de stockage et pourrait générer de la condensation, surtout si la température extérieure descend à -15°C. Il est bien entendu important que la condensation n’entre pas en contact avec la poudre de ciment.

Afin d’éviter tout problème, il est nécessaire de ramener la température à un niveau acceptable. Un système de gestion du cycle de refroidissement approprié a été conçu pour permettre au ciment de circuler à travers les aéroglissières jusqu’à ce qu’une température adéquate soit atteinte.

De la CAO au chantier
La conception d’une centrale aussi complexe a impliqué plusieurs unités des départements technique et électrique d’Euromecc, qui ont travaillé sur le projet pendant environ 4500 heures. En raison de la superficie réduite du site, le département d’ingénierie a également développé des composants spéciaux et des plannings permettant à l’équipe de montage d’installer l’ensemble de l’usine sans aucun problème. L’installation clé en main a impliqué un grand nombre de ressources, gérées par plusieurs superviseurs qualifiés de Euromecc.

Tous les éléments fournis ont suivi plusieurs étapes d’installation. Ils ont été assemblés sur un site séparé et plus grand, puis transportés sur le site principal dans un ordre approprié. Un échafaudage de 3000 m2 a ensuite été monté pour permettre le montage de l’installation. L’usine a ensuite subi une phase de mise en service et de tests pendant deux mois avant de commencer à fonctionner à plein régime en juin 2013.

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