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INSTALLATIONS DE BROYAGE A SEC POUR CERAMIQUE - DRY-TECH
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INSTALLATIONS DE BROYAGE A SEC POUR CERAMIQUE - DRY-TECH

Au cours des dernières décennies, grâce à une continuelle activité de recherche et développement chez Manfredini & Schianchi, il y a eu une remarquable évolution dans le domaine du broyage à sec; aujourd’hui il est possible produire un mélange à céramique de très haute qualité pour des produits tels que:

  • Tuiles pour plancher Monocuisson rouge ou claire, standard ou grès
  • Tuiles de revêtement monoporeuse
  • Tuiles de revêtement double cuisson rapide ou traditionnelle
  • Grès cérame émaillé ou technique
  • Produits extrudés de prestige (vases en terre cuite, tuiles a plancher cotto, klinker)

Les objectifs majeurs de cette technologie versus les systèmes humides avec atomisateurs sont:

  • Amélioration de la qualité finale du produit grâce à un contrôle granulométrique constant
  • Coût final du produit réduit grâce à l’économie énergétique (avec un broyage à sec des réduction allant jusqu’à 80% sont envisageables)
  • Possibilité d’utiliser des matières premières plus économes, comme des recyclés et des rebuts
  • Une presque élimination de consommation d’eau (de 32-40% dans les procédés humides à 2-4% dans ceux à sec)
  • Elimination de la pollution engendré par la présence de l’atomiseur
  • Augmentation de la productivité des fours

Le procédé de broyage à sec MS-PPFV, pour garantir les objectifs énoncés ci-dessus, doit passer par 8 phases extrêmement importantes:i:

  1. Séchage des matières premières avec une humidité supérieure à 20%
  2. Alimentation et dosage des ingrédients du mélange, avec système de pesage
  3. Broyage primaire de pré-raffinage
  4. Broyage final de raffinage/séchage/sélection granulométrique
  5. Tamisage et contrôles de séparation magnétique
  6. Homogénéisation, humidification/granulation avec contrôle d’humidité
  7. Stockage et alimentation de la presse avec homogénéisateur à tamis rotatif
  8. Supervision et gestion électronique “intelligente” de l’installation

INSTALLATIONS DE BROYAGE A SEC POUR CERAMIQUE - DRY-TECH

SECHAGE DES MATIERES PREMIERES

Dans les cas où le mélange des matières premières excède 20% d’humidité il faudra:

  • Séchage naturel
  • Installation d’un système de séchage positionné dans le dépôt

Clairement, la première solution est la plus indiquée d’un point de vue économique, elle est appliquée en exposant les matières premières au soleil, jusqu’à ce qu’elles sèchent. Par la suite elles seront sotckées dans la carrière et éventuellement transférées dans l’usine.

Une autre solution viable, surtout dans les pays chauds ou le client est en mesure de s’équiper ainsi, pourrait être le stockage des matériaux dans des boites avec toitures transparentes et des prises d’aération entre parois et toit. L’effet de serre ainsi crée se chargera de dissiper les vapeurs d’eaux.

Dans de conditions différentes, pour obtenir un rendement de séchage optimal avec des consommations énergétiques limitées, il faudra utiliser le principe de broyage et séchage combinés.

En présence de matières premières avec mottes, il faut prévoir une phase de pré-broyage où le matériaux est extrait avec convoyeur à tapis métallique et adéquatement traité.

Après cette étape, le séchage peut avoir lieu.

Le matériaux entrant dans le mélangeur est projeté par l’entremise des palettes mécaniques vers le sécheur, qui est installé au dessus. Le principe de fonctionnement à dépressurisation hermétique permet à l’air de la chambre interne de se maintenir continuellement chaude et sèche, rejoignant ainsi le filtre avec une température inférieure à 90°C et donc sans condensation.
Le système comporte une consommation thermique très basse: avec un output de 10-12 tonnes/h, seulement 2.000.000 Kcal/h sont nécessaires à réduire l’humidité de 28% à 14%.

Après cette étape, les matières premières sont stockées dans des conteneurs adaptés.

ALIMENTATION ET DOSAGE DES COMPOSANTS DU MELANGE CERAMIQUE

Les composants du mélange sont convoyés vers les distributeurs où ils sont sotckés. L’extractions advient, en fonction de la dimension et de l’humidité, par l’entremise d’extracteurs à canal vibrant (1), chariots extracteurs à double bielle MS (2), qui à leur tour approvisionnent des convoyeurs peseurs et doseurs à ruban continus ou discontinus (3).
Des convoyeurs peseurs/doseurs, les divers composants du mélange céramique, sont envoyés par couches vers un ruban unique (4) vers la phase de broyage primaire.

C’est ici que débute le procédé de mélange et l’homogénéisation.

 

INSTALLATIONS DE BROYAGE A SEC POUR CERAMIQUE - DRY-TECH

Il est opportun de toujours installer sur ce dernier ruban une plaque magnétique (5) ainsi qu’un détecteur de métal (6). Ces instruments de contrôle sont indispensables pour éviter la présence de dangereuses impuretés ferreuses ainsi que de métaux non magnétiques, qui pourrait engendrer des bris d’équipements.

BROYAGE PRIMAIRE ET PRE-RAFFINAGE

Une des erreurs conceptuelles les plus communes, dans les systèmes à sec traditionnels, est celle de laisser au seul broyeur final la charge du broyage, avec comme but principal d’obtenir une quantité maximale de matériaux.

Procédant de cette façon, les problèmes suivants se présentent:

  • Basse résistance mécanique et conséquente difficulté durant la réalisation de grand formats
  • Difficultés de chargement
  • Bas volume de coups/min de la presse
  • Usure excessive des moules
  • Temps de séchage et cuisson plus longs

C’est pour toutes ces raisons que nous jugeons nécessaire l’intégration de la forme et dimension du mélange avec le produit issu d’un broyeur primaire à marteaux.

Ce broyeur a une haute capacité de production et peut recevoir en entrée des dimensions jusqu’à 150-200mm (il est possible d’utiliser des rebuts cuits et non, précédemment concassés par pelle mécanique) et en sortie obtenir 50% du produit en dessous de 400 microns et 40% en dessous de 100 microns.

Pour traiter des matières avec une humidité jusqu’à 15%, il est nécessaire d’ajouter un système de réchauffement breveté dans le broyeur, avec des résistances de type ITO.

BROYAGE FINAL - SECHAGE & SELECTION GRANULOMETRIQUE

A ce stade, le matériaux est envoyé vers un Broyeur Pendulaire de finition MOLOMAX.

Ces broyeurs, grâce au système de double alimentation et la présence de distributeurs internes spéciaux qui optimisent le chargement de la cavité de broyage, garantissent de hauts niveaux de productivité ainsi des granulométries extrêmement fines, dues à la présence d’un séparateur installé au dessus de la cavité de broyage.

Le broyage final est l’œuvre de robustes pendules qui, par l’action de la force centrifuge, exercent durant la rotation de fortes pressions sur la piste à secteurs logée à la base du broyeur.
Par la suite le matériaux est recueilli dans la partie supérieure du broyeur par une dépression crée par le filtre en aval et donc sélectionné par un séparateur.

La configuration du séparateur varie en fonction du type de matériaux ainsi que de la granulométrie désirée.

Les particules rejetées par le séparateur tombent dans la cavité de broyage, pour être mélangées avec le matériaux fraichement admis par le système de double alimentation; garantissant ainsi un mélange parfaitement homogénéisé des particules lourdes et légères.

Ce système d’opération, dit de broyage à cycle ouvert, est entièrement hermétique et ne décharge pas de poussière dans l’environnement.

Le filtre MS57000 peut aussi être utilisé comme une unité de filtration environnementale, évitant ainsi l’investissement additionnel pour filtres spécifiques.

Dans un Broyeur Pendulaire MS, il est aussi possible d’insérer de l’air chaud par l’entremise d’un brûleur de basse puissance, en obtenant d’excellents résultants thermiques (pas plus de 4000Kcal/l d’eau évaporée). De cette façon il devient possible de garantir une humidité constante du matériaux à la sortie, apportant ainsi de grands avantages durant la phase successive d’humidification et d’agglomération.

Le produit issu du Broyeur primaire à marteaux PIG possède une forme versatile et une courbe granulométrique homogène (25% sous 140 mesh). Il vient ensuite mélangé avec le produit du broyeur pendulaire.

Le résultat final est que ces particules polyédriques constituent le squelette de la tuile, lui conférant une forte résistance mécanique (approximativement 40% plus élevé lorsque compare à l’atomisé ou le broyé à sec avec seul broyeur de finition) qui permet d’exécuter un grand nombre d’opérations durant la phase de l’émaillage.

CRIBLAGE ET DEFERRISATION

Les cribles M&S sont installés après le filtre car leur fonction est d’assurer le contrôle de qualité céramique. Leur fonction est essentiellement celle de venir filtrer d’éventuelles petites impuretés (bois, gomme, plastique etc…) présentes dans le mélange broyé; due à leur poids spécifique bien inférieur à celui du mélange céramique, ces impuretés peuvent échapper à la sélection du séparateur dynamique.

INSTALLATIONS DE BROYAGE A SEC POUR CERAMIQUE - DRY-TECH

Les cribles inclinés peuvent être secondés de dispositifs spéciaux qui viendront amplifier le contrôle de qualité.
Comme le système automatique d’auto-nettoyage des filets, l’ouverture oléodynamique de la section de tamisage, le tout nouveau contrôle de bris de filet automatique et le système de chauffage par résistance électriques (au cas où l’humidité s’avère excessive).

Immédiatement après le criblage, on passe à la phase de déferrisation, qui garantit une efficace asportation des impuretés ferreuses du mélange, par l’entremise de déferreurs auto-nettoyants avec barre magnétiques au néodyme (puissance effective 7000 Gauss).

Cette étape résulte essentielle surtout pour obtenir un produit final avec émail brillant.

HUMIDIFICATION, PELLETISATION & CONTROLE D’HUMIDITE

Pour mener à terme une bonne préparation du mélange, il manque à ce stade la phase d’humidification et de pelletisation qui constitue une partie déterminante du processus
L’Humidificatrice Verticale se charge d’une double fonction:

  1. Elle fournie la juste teneur d’eau au mélange, opérant à travers des buses nébulisatrices.
  2. L’arbre central à pales produisant un mouvement hélicoïdal dans le mélange, jumelé à l’effet dérivant de la nébulisation, on obtient une agglomération de granules de petites dimensions (moins de 1mm ~18 mesh, en forme de boule de laine) ainsi qu’une homogénéisation de l’humidité dans toutes les fractions granulométrique du mélange même.

Les principaux avantages de cette étape technologique se retrouvent surtout durant la phase du pressage. En effet, un rapport de compression réduit à été obtenu ainsi qu’une vitesse d’exécution semblable à celle des atomisés en termes de cycles de pressage.

Un importante et fondamentale fonction de contrôle et de gestion de l’humidité de l’humidificatrice est géré par des mesureurs automatiques d’humidité MS/100 PATHFINDERS, en mesure de déterminer et maintenir, avec un haut degré de précision, et en mode continu le pourcentage d’humidité dans le mélange à la sortie; le tout avec des avantages substantiels dans les phases de pressage, séchage et cuisson.

STOCKAGE ET ALIMENTATION DES PRESSES

Le mélange obtenu est stocké dans des silos et reste au repos pendant au moins 24 heures, pour ensuite être convoyé vers les presses, par l’entremise de cribles d’alimentation rotatifs homogénéisants.
Ces derniers représentent le quatrième et dernier stage important du procédé de la préparation à sec.

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Les cribles rotatifs homogénéisants MS/ROT Homogenizer Rotating Screens ont plus d’une fonction, ils effectuent principalement un criblage de contrôle juste avant l’alimentation de l’alvéole du moule, c’est ceci qui permet d’éliminer tous les défauts superficiels dus aux plaques, aux grumeaux ou aux impuretés occasionnelles, qui sont entrées dans le mélange dans les dernières étapes du procédé.

De plus, ils effectuent une opération de mélange additionnelle des diverses particules granulométriques homogénéisant la masse, avec comme résultat l’optimisation du retrait ainsi que d’annuler les défauts d’équerrage et de réglage machine.

SUPERVISION ET GESTION ELECTRONIQUE “INTELLIGENTE” DE L’INSTALLATION

Le cerveau de tout le procédé est le tableau éléctronique qui, grâce à son programme de supervision, est en mesure de contrôler et monitorer toutes les étapes.

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Le révolutionnaire FREQUENCY MODULATING UNITS MS 6000, étudié et breveté pour opérer sur les principales motorisations des machines, permet la sensible réduction des consommations énergétiques (jusqu’à 40%) ainsi qu’une considérable augmentation du rendement de ces mêmes machines sans pertes de production, même quand les organes de broyage sont sujets à substitution.

Ce tableau éléctronique “intelligent” est aussi équipé de contrôles à distance via modem, ceci permet au centre d’assistance MS d’agir sur la machine si le client le requiert.

Une autre importante fonctionnalité est celle d’un timer de rappel manutention qui, une fois correctement configuré, viendra faciliter la gestion des programmes de manutention machines.

CONCLUSIONS ET CONSIDERATIONS

Le procédé de préparation des matières premières DRY-TECH est la solution que propose Manfredini & Schianchi à la demande de réduire fortement les coûts de production, tout en maintenant les mêmes standards de qualité dans la fabrication de céramique.

Grâce à une scrupuleuse analyse des matières premières disponibles chez nos clients, Manfredini & Schianchi avec son équipe technique, ses laboratoires et son usine pilote est en mesure de définir un mélange optimal avec sa méthode DRY-TECH, qui garantit un produit céramique de haute qualité reproduisible tout le temps.

Les plus importants avantages du procédé DRY-TECH sont:

  • Une forte réduction des consommations thermiques et électriques
  • Utilisations de matières premières bien plus économiques rejetées part les procédés traditionnels humide
  • Absence de produits défloculants
  • Aire occupé par les installations réduite
  • Automatisation élevée
  • Consistance du produit dans le temps
  • Manutention extrêmement réduite par rapport aux installations traditionnelles
  • La quasi élimination de consommation d’eau ainsi que la production de gaz nocifs
  • Forte augmentation des rendements des presses et fours (jusqu’à 30%)
  • Forte réduction d’émail grâce à la superficie extrêmement lisse obtenue avec le procédé DRY-TECH


INSTALLATIONS DE BROYAGE A SEC POUR CERAMIQUE - DRY-TECH
INSTALLATIONS DE BROYAGE A SEC POUR CERAMIQUE - DRY-TECH
Procédés traditionnels à sec
Procédés DRY-TECH M&S

D’autres systèmes de broyage à sec, récemment lancés sur le marché par nos compétiteurs, ne réussissent à garantir ni la qualité ni la productivité de notre système DRY-TECH; conséquemment les coûts de production ne bénéficieront d’aucune réduction par rapport aux procédés classiques humides.

Le procédé DRY-TECH de Manfredini & Schianchi est déjà le système alternatif le plus utilisé dans le monde, avec plus de 850.000.000 m2/an de tuiles à plancher et de revêtement produites par nos clients.

L’évolution de DRY-TECH permet la préparation à sec de n’importe quel type de céramique, avec des résultats pleinement conformes aux normes UNI.

Comparaison des procédés MS à sec et procédés humides

Incidence
DRY TECH
Systèmes traditionnels humides
Eau (L/ton)
36
266
Electricité (kW/ton)
15
40
Gaz naturel (m3/t)
5 avec 12 % humidité dans matières premières
45
Personnel
2 Personnel
3 Personnel
Coût global de manutention (€/ton)
0,8
1,5

LIENS

  • Installations de Grès Cérame – DRY-TECH - PORCELAIN
  • Produits réalisés avec DRY-TECH – PORCELAIN

Ces informations sont à titre indicatif et peuvent varier sans avis

 


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