UN broyeur à jet La majeure partie de l'électricité est consommée pour la production d'air comprimé. Le compresseur représente 40 à 60 % du coût de démarrage du système et constitue le principal poste de consommation énergétique ; par conséquent, le coût énergétique par tonne dépend davantage du système d'air comprimé et du niveau de broyage souhaité que de la chambre de broyage.
Où va l'énergie
Un broyeur à jet fonctionne à l'air comprimé ou à un gaz inerte. Il ne comporte aucun élément de broyage rotatif. Le compresseur assure la compression et maintient une pression constante, que le broyeur soit chargé ou vide.
La consommation énergétique spécifique d'un broyeur à jet d'air comprimé est de 35 à 60 kWh par tonne pour un D50 d'environ 3 µm. Pour des matériaux plus durs et des cibles plus fines, la consommation atteint 300 à 800 kWh par tonne. C'est dans l'intervalle entre ces deux valeurs que se situent la plupart des économies.
À l'échelle de la production, les chiffres augmentent. Un broyeur à jet de 10 t/h broyant du CaCO₃ à D97 = 5 µm consomme entre $960 000 et $1 800 000 par an en électricité, selon les tarifs locaux.
Définissez la cible de broyage sur l'application
L'énergie augmente fortement à mesure que la taille des particules cibles diminue. Une filtration D97 = 20–45 µm fonctionne avec une configuration simple. Une filtration D97 = 5 µm nécessite un classificateur haute performance et un contrôle précis du flux d'air. Une filtration D97 = 3 µm ou moins requiert des étapes de classification supplémentaires et des tolérances plus strictes.
Le gaspillage provient d'un broyage plus fin que nécessaire. Si une charge de revêtement est performante à D97 = 20 µm, viser D97 = 5 µm multiplie l'énergie par tonne sans améliorer le produit fini. Un test de matériau permet de trancher la question. Testez la poudre à deux ou trois granulométries cibles et déterminez à partir de quelle granulométrie l'application en aval cesse d'être bénéfique.
La vitesse d'avance détermine la coupe
Le débit d'alimentation détermine le temps de séjour. À pression de gaz constante, une alimentation plus rapide augmente la charge du broyeur, raccourcit le temps de séjour et produit un produit plus grossier. Une alimentation plus lente produit des particules plus fines. Les opérateurs atteignent souvent la granulométrie cible en ralentissant l'alimentation, ce qui entraîne une consommation d'énergie supplémentaire. Un doseur gravimétrique maintient le débit constant et laisse le classificateur contrôler la granulométrie.
Adapter la pression de la buse au matériau
Chaque matériau possède une pression de rupture critique. Un fonctionnement légèrement supérieur (généralement 1,5 à 3 fois la pression sonique) assure une accélération suffisante des particules sans surconsommation d'air. Le quartz se broie efficacement entre 0,6 et 0,8 MPa ; les plastiques ductiles nécessitent une pression plus élevée.
Les tuyères Laval transforment la pression en un jet supersonique. Des tuyères usées perdent cette capacité de transformation, et le compresseur doit fournir un effort accru pour obtenir le même résultat de broyage. Un jeu de tuyères a généralement une durée de vie de 6 à 12 mois, et un jeu de remplacement complet pour un broyeur de taille moyenne coûte entre $2 000 et $8 000.
Maintenez le réglage de coupe du classificateur aux spécifications.
Dans un broyeur à jet à lit fluidisé, la roue de classification sépare les particules fines des particules grossières. Les particules grossières retombent dans la zone de broyage, tandis que les particules fines sont entraînées par les gaz. En cas de variation de la vitesse de la roue ou du débit d'air, les particules fines retournent dans la zone de broyage et sont broyées une seconde fois. Le réglage du point de coupe selon les spécifications du produit permet de limiter la recirculation des gaz.
Sécher l'aliment
L'alimentation humide adhère aux parois de la chambre et entre elle-même, résiste au jet et nécessite plusieurs passages. Un taux d'humidité constant de l'alimentation avant le broyage permet d'éviter ce travail supplémentaire.
Réutiliser le gaz et la chaleur
Le fraisage par jet d'air fonctionne à froid. La détente du gaz refroidit la chambre, ce qui convient aux matériaux thermosensibles. Systèmes à gaz inerte en circuit fermé Recycler l'azote et en limiter les rejets. Pour les poudres sensibles à l'oxygène ou inflammables, cela permet de réduire la consommation de gaz et les coûts.
Choisissez le type de moulin adapté à la tâche.
Les broyeurs à jet spiralé conviennent aux petits lots et aux coupes grossières, et leur coût de construction est moindre. Les broyeurs à jet à lit fluidisé traitent davantage de produit par unité d'air et maintiennent une granulométrie plus homogène, ce qui est idéal pour les coupes fines à l'échelle industrielle. Les broyeurs à jet de laboratoire permettent de valider un procédé avant son déploiement sur une ligne de production.
Poudre épique
Poudre épique Les machines construisent le Broyeurs à jet à lit fluidisé MQW, MQL et MQP, broyeurs à jet spiralé et broyeurs à jet de laboratoire. Le MQW utilise des buses Laval et une roue de classification horizontale, avec une ou plusieurs roues de capacités différentes.
Les applications concernent les matériaux pour batteries au lithium, les aimants NdFeB, les minéraux non métalliques et le broyage sous gaz inerte de poudres inflammables ou oxydables. Les parois internes, les meules de classification et les buses sont protégées par de l'alumine, de la zircone ou du carbure de silicium, évitant ainsi tout contact avec le métal lors du broyage.
Epic Powder réalise des tests de matériaux dans son propre laboratoire. L'acheteur peut ainsi mesurer l'énergie spécifique, le débit et la granulométrie de sa propre poudre avant de choisir une configuration.
L'énergie par tonne est un choix d'ingénierie
L'énergie par tonne consommée par un broyeur à jet dépend du système d'air comprimé et de la granulométrie cible, deux paramètres définis par les ingénieurs avant la commande du broyeur. Un essai de matériau réalisé avec deux granulométries cibles permet de déterminer la combinaison qui répond aux spécifications avec la plus faible consommation d'énergie.
Merci d'avoir lu cet article. J'espère qu'il vous sera utile. N'hésitez pas à laisser un commentaire ci-dessous. Vous pouvez également… contacter EPIC Représentant du service client en ligne de Powder Zelda pour toute autre question.
— Jason Wang, Ingénieur