ETUDE ET CONCEPTION D’UN CRIBLE ROTAIF A TAMBOUR POUR LE TIRAGEDES BOULETS A CIMBENIN S.A.

(1)

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI

***********

ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI

************

FILIERE : GENIE MECANIQUE ET ENERGETIQUE OPTION : MECANIQUE PRODUCTIQUE

THEME :

ETUDE ET CONCEPTION D’UN crible rotatif a tambour pour le triage des boulets a cimbenin

S.A.

Rédigé et soutenu par : Toundé Aristide GODONOU

Sous la direction de :

Tuteur : Superviseur :

M. Camille TCHETANGNI Dr Alphonse C. QUENUM

Enseignant à EPAC

Chef Service Maintenance

(2)

ETUDE ET CONCEPTION D’UN CRIBLE ROTATIF A TAMBOUR POUR LE TRIAGE DES BOULETS A CIMBENIN S.A.

DEDICACES

DEDICACES

A :



Mon père, Jean Y. GODONOU ;



Ma mère, Antoinette AGBOKPENOU ;



Mes frères et sœurs Albérique, Fiacre, Solange et Feue Alida ;



Ma bien-aimée Edna A. ZIMONSE.

(3)

REMERCIEMENTS

REMERCIEMENTS

« L’Homme n’est rien sans les Hommes » ; dicton de Seydou BADIAN.

Nous remercions sincèrement :

 L‟Eternel Dieu tout puissant pour sa grâce infinie à notre égard et ses riches béatitudes ;

 Le Directeur et le Directeur Adjoint de l‟Ecole Polytechnique d‟Abomey- Calavi, le Pr. Dr. Mohamed M. SOUMANOU et le Pr. Dr. Ing.

Clément AHOUANNOU respectivement ;

 Notre Chef de Département, le Dr. Vincent PRODJINONTO ;

 Notre maître de mémoire, le Dr. Alphonse QUENUM pour nous avoir fait l‟honneur de diriger ce mémoire malgré ses innombrables occupations

;

 Tout le corps enseignant de l‟Ecole Polytechnique d‟Abomey-Calavi et en particulier celui du département de Génie Mécanique et Energétique pour la formation reçue de leur part ;

 Le Directeur Général de CIMBENIN S.A., M. Sarp TASKAPILIOGLU pour nous avoir acceptés dans l‟usine ;

 Le Directeur Technique, M. Idrissou Djibril GADO pour son accueil et sonattention envers nous tout le long de notre stage ;

 Le Chef Service Maintenance, M. Camille TCHETANGNI ; notre tuteur de stage qui nous a réservé un accueil chaleureux à l‟usine et qui nous a toujours donné de grandes directives au cours de notre stage ;

 Le Chef Division Mécanique, M. Evariste ECLOU, et son adjoint M.

Guy ADJAGBA pour les nombreux conseils sur les méthodes de travail dans l‟usine et grandes directives ;

 Le Chef Division Electricité adjoint, M. Zanhounali DOSSOU pour son attention à notre égard ;

 Le chef planification, M. Jérémie AGJAGBE pour ses conseils ;

 Tous les travailleurs à divers niveaux de CIMBENIN S.A. qui nous ont permis d‟acquérir de nombreuses connaissances techniques et pratiques en leur compagnie.

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RESUME

RESUME

Les broyeurs utilisés à CIMBENIN S.A. sont des broyeurs à boulets. Ces boulets en acier au chrome s‟usent suite aux multiples frottements entre eux pendant l‟opération de broyage. Pour maintenir l‟efficacité des broyeurs, ils sont vidés des boulets pour que ceux-ci soient triés. Cette opération jusqu‟ici se fait de façon manuelle pour les boulets de la deuxième chambre des broyeurs et par un système de rouleaux rotatifs divergents pour ceux de la première chambre.

La présente étude illustre un crible dont le composant principal est un tambour de onze (11) sections, perforées à des diamètres différents dans lequel les boulets passent pour être triés. La conception du crible est faite sur le choix d‟une solution parmi ceux proposés après étude de leur praticabilité, tout ceci en tenant compte de la sécurité des opérateurs et des pièces de rechange disponibles au magasin du service maintenance de CIMBENIN S.A. La faible rotation du tambour grâce à un motoréducteur par le biais d‟un système pignon-couronne, son inclinaison et le spire qu‟il contient permettent aux boulets de séjourner longtemps afin d‟augmenter son efficacité.

L‟étude technique ainsi que le dimensionnement des différents organes, facilitent l‟exécution graphique. Ces différents éléments ont été nécessaires à la mise en œuvre de notre crible et à l‟estimation de son coût de réalisation.

Mots clés : broyeur, boulets, crible, tambour.

(5)

ABSTRACT

ABSTRACT

The grinders used at CIMBENIN S.A. are ball mills. These chrome steel balls wear out due to multiple friction between them during the grinding operation. To maintain the efficiency of the grinders, they are emptied of the balls so that they are sorted. This operation until now is done manually for the balls of the second chamber of the mills and by a system of rotating rollers diverging for those of the first chamber.

The present study illustrates a screen whose main component is a drum of eleven (11) sections, perforated to different diameters in which the balls pass to be sorted. The design of the screen is made on the choice of a solution among those proposed after study of their practicability, all this taking into account the safety of the operators and the spare parts available at the maintenance department store of CIMBENIN S.A. The low rotation of the drum thanks to a geared motor by means of a pinion-crown system, its inclination and the turn which it contains allow the balls to stay long in order to increase its efficiency.

The technical study as well as the dimensioning of the different organs, facilitate the graphic execution. These various elements were necessary for the implementation of our screen and the estimate of its cost of realization.

Key words: mill, balls, screen, drum.

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SOMMAIRE

SOMMAIRE

DEDICACES ... i

REMERCIEMENTS ... ii

RESUME ... iv

ABSTRACT ...v

SOMMAIRE ... vi

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS ...x

LISTE DES TABLEAUX ...x

LISTE DES FIGURES ... xi

LISTE DES PHOTOS ... xiii

INTRODUCTION GENERALE ...1

CAHIER DES CHARGES ...3

PREMIERE PARTIE ...8

Chapitre 1 : Présentation de la CIMBENIN S.A. et du processus de fabrication de ciment ...9

Chapitre 2 : Présentation du système actuel de triage des boulets à CIMBENIN S.A. 34 DEUXIEME PARTIE ... 44

Chapitre 3 : Processus de conception ... 45

Chapitre 4 : Revue bibliographique ... 55

TROISIEME PARTIE ... 64

Chapitre 5 : Etude technique du crible rotatif à tambour ... 65

Chapitre 6 : Dimensionnement du système ... 75

Chapitre 7 : Exécution graphique ... 116

QUATRIEME PARTIE ... 141

Chapitre 8 : Maintenance du crible rotatif à tambour ... 142

Chapitre 9 : Estimation du coût du crible rotatif à tambour ... 146

CONCLUSION GENERALE ... 149

BIBLIOGRAPHIE ... 150

WEBOGRAPHIE ... 151 ANNEXES ... I TABLE DES MATIERES ... X

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LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

S.A. : Société Anonyme CPA : Ciment Portland Pur

CPJ 35 : Ciment Portland Jumelé ayant une résistance à la compression de 35

EPI : Equipements de Protection Individuelle AF : Apron Feeder

BC : Belt Conveyor

TC : Travelling Conveyor BF : Bag Filter

BE : Bucket Elevator RM : Raw Material CF : Cement Feeding CM : Cement Mill

LOTOTO : Lock Out Tag Out Try Out

ASME : American Society Mechanical Engineers

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LISTE DES TABLEAUX

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Caractéristiques techniques des broyeurs de la CIMBENIN S.A.... 36

Tableau 2 : Charge des boulets dans chaque chambre des broyeurs de CIMBENIN S.A. ... 39

Tableau 3 : Classement des diamètres des boulets ... 46

Tableau 4 : Critères d'évaluation ... 47

Tableau 5 : Etude de praticabilité ... 53

Tableau 6 : Matrice de prise de décision ... 54

Tableau 7 : Caractéristiques des mécanismes d'excitation ... 68

Tableau 8 : Caractéristiques des suspensions [7] ... 70

Tableau 9 : Comparaison des systèmes de transmission [6] ... 71

Tableau 10 : Classe d'application [13] ... 80

Tableau 11 : Rendements des réducteurs Compabloc de LEROY-SOMER [13] ... 83

Tableau 12 : Caractéristiques dimensionnelles de la transmission ... 95

Tableau 13 : Valeurs des efforts tranchants et moments fléchissants (XOY) .. 101

Tableau 14 : Valeurs des efforts tranchants et moments fléchissants (XOZ) .. 102

Tableau 15 : Valeurs des efforts tranchants et moments fléchissants ... 110

Tableau 16 : Facteurs de charge du code ASME [3] ... 111

Tableau 17 : Récapitulatif des coûts des matières premières ... 146

Tableau 18 : Récapitulatif du coût des pièces standards et accessoires ... 147 Tableau 19 : Caractéristiques du réducteur [13] ... III Tableau 20 : Caractéristiques du moteur [13] ... IV Tableau 21 : Choix des paramètres du moteur vibrant [12] ... V Tableau 22 : Dimensions du corps des paliers [17] ... VIII Tableau 23 : Dimensions des couvercles des paliers [17] ... IX

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LISTE DES FIGURES

LISTE DES FIGURES

Figure 1 : Bête à cornes ... 5

Figure 2 : Diagramme pieuvre ... 6

Figure 3 : Situation géographique de CIMBENIN S.A. ... 10

Figure 4 : Organigramme de CIMBENIN S.A... 11

Figure 5 : Schéma synoptique de déchargement et chargement matières premières... 24

Figure 6 : Schéma synoptique de la station de broyage Mill 1 ... 25

Figure 7 : Schéma synoptique de la station de broyage Mill 2 ... 26

Figure 8 : Schéma synoptique de station d'ensachage Mill 2 ... 27

Figure 9 : Système de plateaux tournants ... 50

Figure 10 : Système de tuyau mixte ... 51

Figure 11 : Surfaces tamisantes [11] ... 56

Figure 12 : Schéma d'un crible à barreaux fixes [11] ... 57

Figure 13 : Crible à l'arc [11] ... 58

Figure 14 : Crible rotatif à disques "Dragon" [11] ... 59

Figure 15 : Schéma du crible à tambour [11] ... 60

Figure 16 : Schéma du déplacement du matériau à cribler dans le tambour du crible [11]... 61

Figure 17 : Schéma du crible à tambour vertical [11] ... 61

Figure 18 : Schéma cinématique des cribles plats vibrants [11] ... 63

Figure 19 : Description du crible rotatif à tambour ... 65

Figure 20 : Description des deux méthodes de vibration [13] ... 69

Figure 21 : (a) Suspension à ressort ; (b) Suspension en caoutchouc [7] ... 69

Figure 22 : Chaîne fonctionnelle d'une transmission de puissance ... 70

Figure 23 : Paramètres constructifs ... 76

Figure 24 : Analyse de la masse du tambour ... 78

Figure 25 : Facteurs de service et les courbes d'applications [14] ... 81

Figure 26 : Schéma cinématique de la chaîne de transmission ... 82

Figure 27 : Détermination de l'angle d'attaque [13] ... 85

Figure 28 : Représentation du pas d'un ressort [14] ... 91

Figure 29 : Chargement de la dent ... 97

Figure 30 : Modélisation du système ... 99

Figure 31 : Forces dans le plan XOZ ... 99

Figure 32 : Forces dans le plan XOZ ... 100

Figure 33 : Courbes des efforts tranchants (XOY) ... 101

Figure 34 : Courbe des moments fléchissants (XOY) ... 101

Figure 35 : Courbes des efforts tranchants (XOZ) ... 102

(10)

LISTE DES FIGURES

Figure 37 : Description d‟une roue [12]... 106

Figure 38 : Modélisation de l'arbre de roue ... 108

Figure 39 : Réactions aux appuis ... 109

Figure 40 : Courbe des efforts tranchants ... 109

Figure 41 : Courbe des moments fléchissants ... 109 Figure 42 : Diagramme de choix de l'excentricité [12] ... VI

(11)

LISTE DES PHOTOS

LISTE DES PHOTOS

Photo 1: Hall clinker ... 13

Photo 2 : Hall calcaire ... 14

Photo 3 : Tas de gypse ... 14

Photo 4 : (a) Chargement de matières premières dans la trémie de chargement Mill 1 ; (b) Silos de stockage matières premières Mill 1 ... 15

Photo 5 : Broyeur à boulets "Mill 1" ... 16

Photo 6 : Silos ciment 1 et 2 ... 17

Photo 7 : (a) Ensacheuse rotative HAVER ; (b) Encamionneur de ciment Mill 1 ... 18

Photo 8 : Poste de livraison du ciment en vrac ... 19

Photo 9 : (a) Chargement de matières premières dans la trémie de chargement Mill 2 ; (b) Silos de stockage matières premières Mill 2 ... 20

Photo 10 : Broyeur à boulets "Mill 2"... 20

Photo 11 : Silo ciment 3 ... 22

Photo 12 : (a) Ensacheuse rotative HAVER ; (b) Encamionneur de ciment Mill 2 ... 23

Photo 13 : (a) Broyeur à boulets Mill 1 ; (b) Broyeur à boulets Mill 2 ... 35

Photo 14 : Boulets utilisés par la station de broyage ... 37

Photo 15 : Boulets usés ... 38

Photo 16 : Système de triage actuel de CIMBENIN S.A. ... 40

Photo 17 : Tas de boulets ... 41

Photo 18 : Rouleaux rotatifs divergents ... 42

Photo 19 : Chargement de la trémie en boulets par une chargeuse à godet ... 42

(12)

INTRODUCTION GENERALE

INTRODUCTION GENERALE

Depuis la nuit des temps, le ciment est le matériau de la modernité par excellence. Face aux enjeux climatiques, il devient un acteur du bien être des hommes et de l‟aménagement du cadre de vie. Présent dans une multitude d‟applications, le ciment est incontournable dans les réalisations traditionnelles ou de haute technicité (ouvrage d‟art routiers ou ferroviaires, immeubles de grande hauteur, gares, ports, aéroports, etc.) éclatante pour toutes les formes de constructions destinées à protéger et à améliorer la qualité de vie. Du moment où notre pays le Bénin n‟est pas épargné de ces contraintes de grandes réalisations, il urge que les sociétés productrices de ciment qui y sont installées développent des moyens efficaces et efficients de production viables afin de pouvoir répondre au marché tant sur le plan de la qualité que de la quantité. Pour accroitre les performances d‟une cimenterie, l‟industriel doit trouver des techniques opérationnelles qui assurent une meilleure production et protègent la vie des travailleurs.

La production du ciment passe d‟abord par la préparation de matière première pour l‟obtention du clinker et ensuite le broyage du clinker pour l‟obtention de la poudre ciment. Ainsi donc, les stations de broyage de CIMBENIN S.A. utilisent pour le broyage du clinker, des broyeurs à boulets réalisés sous forme d‟un dispositif cylindrique creux tournant autour d‟un axe horizontal, rempli partiellement avec la matière à broyer ainsi que les corps broyant qui sont constitués de boulets d‟acier au chrome dont le rôle est de réduire en cascade interne le clinker en de très fines particules. Au cours du processus, les boulets s‟usent et le broyeur doit être réapprovisionné afin de maintenir les caractéristiques de broyage optimal. Mais avant le réapprovisionnement des broyeurs il faut trier les boulets, car eux tous ne sont pas totalement usés. L‟opération de triage se fait actuellement avec un système lent dont l‟usage est fastidieux et dangereux pour les agents. Il urge donc de trouver une solution face à cette situation qui non seulement, menace la sécurité du personnel mais provoque également des pertes de temps, baissant ainsi la productivité de l‟entreprise.

C‟est dans cette optique que le service maintenance de CIMBENIN S.A.

nous a soumis l‟étude et la conception d‟un dispositif de triage de boulets usés.

La mise au point d‟un tel dispositif de triage en remplacement du système actuel sera très bénéfique pour l‟entreprise car elle atténuerait le danger et fournirait aux broyeurs une disponibilité permanente de boulets.

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Le développement de ce travail est subdivisé en cinq parties : la première partie présentera la structure d‟accueil et le processus de fabrication du ciment.

Dans la deuxième partie il sera question de la présentation du système actuel et du processus de conception ; la troisième partie portera sur la synthèse bibliographique et l‟étude technique de la machine. Le dimensionnement du système et son exécution graphique seront présentés dans la quatrième partie et enfin dans la cinquième partie il sera question de la maintenance et l‟estimation de coût.

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CAHIER DES CHARGES

CAHIER DES CHARGES 1. Contexte

La fabrication du ciment se fait par le broyage du mélange de trois matières (clinker, calcaire et gypse) et ajouts admis dans le broyeur dans une proportion réglée par le doseur. CIMBENIN S.A. dispose de deux broyeurs à boulets pour le broyage de ces matières premières. Ces boulets en acier au chrome, s‟usent au cours du temps et ne respectent plus les conditions de broyage optimal. Ceci influe sur la qualité du produit obtenu et donc sur la productivité de l‟usine. La quantité des boulets dans le broyeur dépend de la qualité, du volume de matière à y introduire et de la puissance maximale que peut supporter son moteur d‟entrainement. Actuellement, le point de consigne prédéterminé prévoit une charge de 41 tonnes pour la première chambre et 61 tonnes pour la deuxième chambre en ce qui concerne le premier broyeur. Pour le second broyeur on a 37 tonnes pour la première chambre et 69 tonnes pour la deuxième chambre.

La société dispose d‟un système pour le triage des boulets après usures de ceux-ci. Ce dernier a une capacité de 0,5 tonne/heure. Pour son utilisation, l‟équipe chargée de la production, dispose la goulotte de sortie de la trémie et la partie opérative du système (deux rouleaux rotatifs divergents) sur le même axe, car le système est en deux parties ; opération qui nécessite quatre (04) agents. Une fois l‟alignement fait, une chargeuse à godet est utilisée pour charger les boulets dans la trémie. Les deux rouleaux sont mis en rotation par le biais de leurs moteurs respectifs, un agent en hauteur sur la machine ouvre la goulotte de sortie de la trémie. Sous l‟effet de la gravité et la rotation des rouleaux (qui sont écartés de 20 mm à 92 mm d‟une extrémité à l‟autre), les boulets selon leurs diamètres descendent dans des tonneaux disposés de part et d‟autre des rouleaux par le biais des goulottes de récupérations prévues à cet effet.

2. Problématique

Les deux broyeurs dont dispose CIMBENIN S.A. contiennent des boulets de diamètres 90, 80, 70, 60 mm pour la première chambre et des boulets de diamètre 60, 50, 40, 30, 25, 20,17 mm pour la deuxième chambre pour ce qui est du broyeur I ; des boulets de diamètre 90, 80, 70, 60, 50 mm pour la première chambre et des boulets de diamètre 50, 40, 30, 25, 20, 17 mm pour la deuxième

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chambre pour ce qui est du broyeur II. Ces boulets avec un taux d‟usure de 38 g/tonne s‟usent suite aux multiples frottements entre eux pendant l‟opération de broyage. Ce qui diminue le diamètre des boulets et ils n‟ont plus leurs dimensions nominales de départ. Or dans chaque chambre des broyeurs, il y a une charge prédéterminée pour chaque diamètre de boulet pour une charge totale donnée.

Après une production donnée du ciment la charge des boulets est augmentée pour avoir la charge totale. Et à chaque arrêt planifié pour la maintenance des équipements de l‟usine ; les broyeurs sont vidés et rechargés à nouveau avec des boulets encore utilisables et des boulets neufs. Avant le chargement il faudrait trier les boulets pour avoir les différents diamètres pour un chargement précis selon les diamètres afin d‟atteindre la charge totale.

L‟actuel système de triage de boulets utilisé à CIMBENIN S.A., nécessite au moins 80 heures pour le triage de 41 tonnes de boulets. Ce dernier ne trie pas les boulets de la deuxième chambre du broyeur ; ce qui oblige la société à faire de la sous-traitance pour un triage manuel. Cette opération constitue un manque à gagner pour elle. Ils doivent trier 78 tonnes de boulets avec un équipement dont la capacité maximale est de 0,5 tonne/heure et faire aussi un triage manuel de 130 tonnes de boulets.

3. Travail à faire

Pour remplacer le système actuel de triage, la société demande d‟étudier et de concevoir un dispositif pour de triage des boulets. La machine doit assurer le triage des boulets de la première et de la deuxième chambre des broyeurs, avec précision et une réduction du temps de triage.

Elle doit donc permettre à la société de gagner en ressources financières et humaines. Sa conception doit tenir compte des pièces de rechange disponibles au magasin du service maintenance.

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4. Cahier de charge fonctionnel 4.1 Bête à corne

La bête à corne est une étude faite sur la machine et qui nous permet de savoir sur quoi agit la machine, à qui rend-elle service et quel est le but visé ?

4.2 Pourquoi le crible existe-il ?

Il existe pour permettre à CIMBENIN S.A. de :

 trier les boulets après leur usure ;

 faire un triage automatique et continu des boulets ;

 rendre disponible les boulets pour un changement éventuel ;

 assurer la sécurité des agents de la production ;

 rendre autonome la production en matière de triage des boulets en supprimant la sous-traitance.

4.3 Pourquoi le besoin existe il ?

Le système de triage que la société possède actuellement ne permet pas le triage de boulets de la deuxième chambre des broyeurs. Dans le fonctionnement d‟un broyeur à boulets, les boulets de la première chambre concassent la matière

CIMBENIN S.A. Boulets des broyeurs

Crible rotatif à tambour

Trier selon le diamètre de façon précise et continue les boulets des broyeurs après leur utilisation

Figure 1 : Bête à cornes

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première, tandis que les boulets de la deuxième chambre réalisent l‟opération finale qu‟est la finesse. Donc le respect des proportions de ces boulets dans leur diamètre respectif est primordial. Le service production doit la respecter avec un tri précis.

4.4 Diagramme pieuvre

Le diagramme pieuvre consiste à définir les fonctions liées à la machine.

Ces fonctions sont identifiées par une relation, entre la machine et le milieu environnant à savoir : les fonctions principales FP, et les fonctions contraintes FC.

DEFINITIONS DES FONCTIONS

 Fonctions principales

Les fonctions principales sont des fonctions qui justifient la création de la machine, elles ont une relation entre deux ou plusieurs composantes du milieu environnant, par l‟intermédiaire de la machine.

FP Servie

commercial

Service maintenance

Service production

Energies

Service Appro.

Service comptable

Ressources

humaines Ergonomie

Broyeur à boulets FC9 FC1

Crible rotatif à tambour FC8

FC7

FC6 FC5

FC4 FC3

FC2

Figure 2 : Diagramme pieuvre

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FP : permettre au service production de répondre à la demande du service commercial en matière de qualité de produit fini.

 Fonctions contraintes

Les fonctions contraintes mettent en relation un seul élément avec la machine en exprimant une contrainte.

FC1 : la machine doit être maintenue par un maintenancier ;

FC2 : la machine doit permettre d‟assurer la qualité du ciment fini ;

FC3 : la machine doit permettre aux broyeurs de maintenir leur débit de production ;

FC4 : la machine doit permettre la disponibilité des boulets ; FC5 : la machine doit être ergonomique et esthétique ;

FC6 : la machine doit utiliser moins de main d‟œuvre ; FC7 : la machine doit permettre de faire des profits ;

FC8 : la machine doit utiliser de l‟énergie électrique pour sa mise en marche ;

FC9 : la machine doit permettre l‟augmentation de la commercialisation du ciment par sa qualité.

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PREMIERE PARTIE

PREMIERE PARTIE

CONTENU

Chapitre 1 : Présentation de CIMBENIN S.A. et du processus

de fabrication du ciment Chapitre 2 : Présentation du

système actuel de triage des boulets

à CIMBENIN S.A.

(20)

Présentation de CIMBENIN S.A. et du processus de fabrication du ciment

Chapitre 1 : Présentation de la CIMBENIN S.A. et du processus de fabrication de ciment

Introduction

Ce chapitre est consacré à l‟aperçu sur l‟organisme de CIMBENIN S.A., et par la suite le procédé détaillé de fabrication du ciment allant de l‟exploitation des matières premières jusqu‟à l‟étape d‟expédition.

1.1 Présentation de l’usine 1.1.1 Historique

Créée le 30 Avril 1976 sous l‟appellation « SO.NA.CI » (Société Nationale de Ciment), l‟usine a connu le démarrage effectif de ses activités le 16 Août 1978 avec un capital social de 500.000.000 FCFA. Le 28 Février 1991, suite à une crise économique qu‟a connu le pays dans les années 80, elle a été privatisée et est devenue CIMBENIN S.A.

Située dans la commune de Sèmè-Kpodji plus précisément dans le village de Sèkandji (Département de l‟Ouémé) à Pk8 route de Porto-Novo, CIMBENIN S.A. est une usine de cimenterie spécialisée dans la fabrication de ciment de type Portland CPJ 35 et CPA, conforme à la norme française NF P 15-301 à partir des matières premières telles que : le clinker, le calcaire, le gypse et d‟agent de mouture. Notons aussi que cette entreprise avec un capital social de 1.950.000.000 FCFA est une filiale du groupe Allemand HEIDELBERG CEMENT qui possède treize (13) cimenteries en Afrique réparties dans huit (08) pays.

(21)

1.1.2 Organigramme de CIMBENIN S.A.

L‟organisme opérationnel de CIMBENIN S.A. repose sur un comité de quatre (04) directions et de deux services, tous sous la supervision de la Direction Générale. Il s‟agit de :

 la Direction Technique ;

 la Direction Financière et Comptable ;

 la Direction des Ressources Humaines ;

 la Direction Commerciale ;

 le Service approvisionnement ;

 le Service sécurité et environnement.

L‟organigramme détaillé S.A. est présenté à la figure ci-dessous.

Figure 3 : Situation géographique de CIMBENIN S.A.

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Atelier Mécanique

Atelier Electricité

Groupe Electrogène

Magasin Central

Chargé de la Planification Service Production

Service Projets Service Maintenance

Service Commercial

Service Audit Service Comptable

Service Informatique

Service Financier Direction

Générale

Direction Technique Service Approvisionnement

Direction Financière et Comptable

Direction Commerciale

Direction des Ressources Humaines

Service Sécurité et Environnementale

Service Qualité

Figure 4 : Organigramme de CIMBENIN S.A.

(23)

1.2 Processus de fabrication du ciment à CIMBENIN S.A.

Avant d‟esquisser le processus de fabrication du ciment, il est nécessaire de poser la question suivante : Qu‟est-ce que le ciment ?

Le mot ciment vient du latin « caementum » qui signifie « mortier ou liant des maçonneries ». Ce sens d‟origine a été conservé en s‟appliquant à ce que de nos jours nous appelons les liants hydraulique capable de durcir au contact de l‟eau.

La CIMBENIN S.A. produit spécialement suivant la norme française NF P 15-301 le ciment de type Portland CPJ-35. Néanmoins, sur demande de la clientèle, elle produit aussi le ciment de type Portland CPA suivant la norme requise.

Considéré comme une station de broyage de clinker, elle présente deux chaînes de production du ciment nommées „‟Mill 1‟‟ et „‟Mill 2‟‟.

Les quatre (04) grandes parties du processus sont :

 le déchargement des Matières Premières (MP) ;

 le chargement des matières premières ;

 le broyage des matières premières ;

 la séparation du produit semi-fini ;

 l‟ensachage du ciment.

1.2.1 Le déchargement des matières premières

Le premier volet de la chaine de fabrication du ciment à CIMBENIN S.A.

est le déchargement des matières premières que sont : le clinker, le calcaire et le gypse. Pour la production du ciment, les trois matières premières précitées sont utilisées dans des proportions bien définies.

Le clinker qui est le principal constituant des ciments, est un produit semi- fini obtenu par la cuisson d‟un mélange de matières premières (généralement calcaire et argile, parfois d‟autres oxydes apportés par le sable et le minerai de fer qui sont ajoutés au besoin) à haute température (1450°C) [5]. Son élaboration se fait suite à une série de transformations moyennant des dispositifs de grandes

(24)

le refroidisseur etc. Le clinker utilisé à CIMBENIN S.A. est fabriqué au Togo par la société SCANTOGO une filiale du groupe HEIDELBERG CEMENT. Il est ensuite camionné du Togo vers CIMBENIN S.A. et déchargé dans une trémie. De la trémie, il est extrait par l‟extracteur (CH1AF03) qui le déverse sur une bande transporteuse (CH1BC04). Par la suite, la bande transporteuse le convoi dans le hall clinker. Il est ensuite disposé en tas dans le hall par le chariot verseur (CH1TC07). Etant une matière qui émet beaucoup de poussière, il est prévu un filtre (CH1BF01) dans la cabine de déchargement et un autre (CH1BF02) sur la bande transporteuse pour absorber les émissions de poussière de clinker.

Photo 1: Hall clinker

Le calcaire est une roche sédimentaire qui se forme principalement en milieu marin par accumulation et consolidation d'organismes animaux et végétaux (mollusques, coraux, etc.). C‟est une roche très courante composée d‟aux moins 50% de calcite (CaCO3), et souvent accompagnée de dolomite (Ca, Mg) (CO3)2 et d‟aragonite (CaCO3). Lorsqu‟elle est brûlée ou calcinée, cette roche produit de la chaux (oxyde de calcium, CaO). Pour ce qui est du calcaire utilisé à CIMBENIN S.A., il est extrait localement dans le Mono plus précisément à Gbakpodji. Camionné vers l‟usine, son déchargement se fait simplement dans un hall dénommé hall calcaire.

(25)

Photo 2 : Hall calcaire

Le gypse est un minéral sédimentaire courant composé de sulfate hydraté de calcium (CaSO4, 2H2O). Il est répandu et formé par la précipitation du sulfate de calcium présent dans l‟eau de mer. Le gypse est constitué dans les régions volcaniques par l‟action de l‟acide sulfurique sur les minéraux contenant du calcium. On le trouve également dans la plupart des argiles comme produit issu de l‟action de l‟acide sulfurique sur le calcaire. Exploité dans le monde entier, il existe de très nombreux gisements en France, en Suisse, aux États-Unis, en Espagne, au Mexique etc. Celui utilisé à CIMBENIN S.A. est importé de l‟Espagne et déchargé à l‟air libre par les camions bernes.

Photo 3 : Tas de gypse

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1.2.2 Ligne de Production 1 : Mill 1

1.2.2.1 Le chargement des matières premières

Le second volet de la chaîne de production a pour but principal le transport et le stockage des matières premières dans leurs silos respectifs. Il commence par le choix de la matière première à stocker, suivi de la sélection du silo approprié.

La matière choisie est versée dans la trémie d‟alimentation „‟Mill 1‟‟ par une chargeuse à godet. Elle est évacuée sur la bande transporteuse (RM1BC22) sous l‟effet de la gravité. Le débit de matière évacuée est contrôlé par des trappes à aiguilles, dont l‟ouverture est fonction de la matière première choisie.

Elle est ensuite convoyée au pied de l‟élévateur à chaines matières premières (RM1BE07) par l‟intermédiaire de la bande transporteuse (RM1BC23). La matière est remontée au-dessus des silos matières premières, puis déversée dans le silo correspondant selon le positionnement d‟un vérin pneumatique. Quand il s‟agit du clinker ou du gypse, la matière première est directement déversée dans le silo correspondant. Dans le cas du calcaire, le déversement s‟effectue par l‟intermédiaire de la bande transporteuse (RM1BC14). Notons que le clinker a la particularité d‟être chargé par la bande transporteuse qui alimente le hall clinker.

Cette dernière déverse le clinker sur la bande transporteuse (CH1BC07) par le biais du chariot verseur. Cette bande ayant la possibilité d‟alimenter les deux lignes de production grâce à un vérin de positionnement. Le chargement du silo clinker de la première ligne s‟effectue par le biais de la bande transporteuse (CH1BC11).

(a) (b)

Photo 4 : (a) Chargement de matières premières dans la trémie de chargement Mill 1 ; (b) Silos de stockage matières premières Mill 1

(27)

1.2.2.2 Le broyage des matières premières

Le broyage consiste à réduire par écrasement les matières premières en poudre. Il constitue l‟étape majeure du processus de fabrication du ciment.

La CIMBENIN S.A. utilise un broyeur horizontal à boulets (ou broyeurs tubulaires cylindrique à axe horizontal). Il est séparé en deux (02) compartiments dont l‟intérieur de la virole est recouvert de blindage et contenant des boulets en acier au chrome dont les diamètres de la première chambre sont : 90, 80, 70 et 60 mm et ceux de la deuxième chambre sont : 60, 50, 40, 30, 25, 20 et 17mm.

Photo 5 : Broyeur à boulets "Mill 1"

Il est supporté par deux paliers porteurs. Sa mise en rotation est assurée par un moteur électrique de 1250 kW par l‟intermédiaire du système de transmission pignon-couronne. Le broyeur est alimenté en matières premières par la bande transporteuse (CF1BC04) qui reçoit les trois (03) matières premières (Gypse, Calcaire et Clinker) dans les proportions bien définies et issues d‟un système de dosage automatique situé sous silos matières premières.

Les doseurs utilisés à CIMBENIN S.A. sont des bandes transporteuses dont les vitesses de convoyage dépendent du type de ciment à produire d‟une part et de la capacité nominale de matières premières que peut supporter le broyeur d‟autre part.

La rotation du broyeur fait écraser les matières sous l‟effet des efforts mécaniques des boulets. Au cours du broyage, la matière passe de la première chambre à la deuxième chambre ; les deux chambres étant séparées par un diaphragme. Dans la première chambre, le broyage de la matière se fait de façon grossière. Ce n‟est que dans la deuxième chambre que la matière est finement

(28)

En aval du broyeur, on obtient ainsi un produit semi-fini, où la poussière du ciment est aspirée par un filtre-broyeur et déposé dans le convoyeur à chaîne.

Ce dernier se charge de convoyer le produit semi-fini au pied de l‟élévateur du séparateur.

1.2.2.3 La séparation du produit semi-fini

Après l‟étape de broyage, suit le processus de séparation du produit semi- fini ; CIMBENIN S.A. dans ce processus utilise un séparateur de 4^ème génération de marque XP4i MAGOTTEAUX comportant deux moteurs.

Le produit semi-fini est convoyé de l‟aval broyeur vers le pied de l‟élévateur séparateur par un convoyeur à chaînes. L‟élévateur ramène la matière en haut du séparateur : c‟est l‟alimentation du séparateur. Le produit semi-fini gagne l‟enceinte du séparateur par deux entrées d‟alimentation, ensuite dispersé par un plateau circulaire dont la rotation est assurée par un motoréducteur placé en haut du séparateur. Le mouvement tourbillonnaire du ciment sera assuré par le courant d‟air produit par la roue à hélices orientées solidaire au deuxième moteur situé en bas du séparateur.

Le séparateur comporte trois sorties, dont l‟une pour le produit fini (ciment) qui part vers l‟élévateur ciment, et les deux autres pour les rejets qui sont renvoyés en amont du broyeur par le biais d‟une aéroglissière. La vitesse de rotation imprimée au plateau définie la finesse du ciment obtenu du processus de séparation.

Le ciment „‟Produit fini‟‟ est transporté vers les silos ciment (silo 1 ou silo 2) par l‟intermédiaire d‟un élévateur.

(29)

1.2.2.4 L’ensachage de ciment

Il consiste à livrer le ciment en vrac ou en sac. Dès lors que le ciment est stocké dans le silo, de l‟air chaud injecté par des suppresseurs situés en partie basse des silos ciment permet de réaliser la fluidification et l‟extraction du ciment afin de l‟acheminer depuis les silos jusqu‟à l‟ensacheuse rotative (ROTO PACKER) de type Haver. Le ciment extrait, en passant successivement par le mini broyeur brises-blocs, les vannes doseuses descendent au crible situé juste au-dessus de l‟ensacheuse. Après tamisage, il gagne le mini silo de stockage interne à fond conique de l‟ensacheuse. L‟ensacheuse rotative est munie de huit becs numérotés de 1 à 8 alimentés chacun par un moteur électrique portant à son extrémité une roue à hélices orientées. Le démarrage du moteur est automatiquement effectué par la mise en place du sac à valve. Les sacs sont automatiquement éjectés sur une bande à crampon pour l‟évacuation suite à la prise d‟information du poids du sac dans l‟intervalle 49,5 kg et 50,5 kg depuis la balance électronique situé sous chaque bec. Sur la bande, le sac passe par la chambre de nettoyage alimenté par des souffleurs, atterrit sur la bande transporteuse de l‟encamionneur. La première ligne dispose de deux encanionneurs alimentés par quatre becs du l‟ensacheuse identifiés à partir de la parité de leur numéro respectif.

(a) (b)

Photo 7 : (a) Ensacheuse rotative HAVER ; (b) Encamionneur de ciment Mill 1

(30)

La livraison en vrac est assurée par un accordéon qui reçoit le ciment apporté par une aéroglissière après ouverture de la vanne doseuse suivi de la fluidification du ciment stocké dans le silo ciment. Cette forme de livraison n‟est possible qu‟à partir du silo ciment 1.

Photo 8 : Poste de livraison du ciment en vrac

1.2.3 Ligne de production 2 : Mill 2

1.2.3.1 Le chargement des matières premières

Identique à la première ligne de production, mais à des différences près :

 choix des silos matières premières ;

 chargement du clinker à partir du hall clinker.

En effet, la matière première depuis le point de déversement par une chargeuse à godets, jusqu‟à la jetée de l‟élévateur à chaines matières premières, le choix du silo de la matière correspondant est défini par un vérin pneumatique.

Tandis que le silo clinker est chargé par l‟intermédiaire de la bande transporteuse (RM2BC13), les silos calcaire et gypse sont chargés à partir de la bande réversible (RM2BC14). En ce qui concerne le chargement du clinker à partir de la bande transporteuse (CH1BC07), l‟élévateur à chaines (CH1BE10) assure la remontée du clinker jusqu‟au-dessus du silo où le déversement s‟effectue directement.

(31)

(a) (b)

Photo 9 : (a) Chargement de matières premières dans la trémie de chargement Mill 2 ; (b) Silos de stockage matières premières Mill 2

1.2.3.2 Le broyage des matières premières

Le système de broyage de la deuxième ligne de production identique à la première, est composé d‟un broyeur horizontal de longueur 1,75 m de diamètre 3,2 m. Il contient des boulets en acier au chrome dont la répartition est faite suivant leur diamètre et le compartiment du broyeur. Cependant le premier compartiment comporte des boulets de diamètre : 90, 80, 70, 60, et 50mm et le second compartiment comprend les boulets de diamètre : 50, 40, 30, 25, 20 et 17mm.

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Sa mise en rotation est assurée par le moteur électrique de puissance 1400 kW par l‟intermédiaire du système transmission pignon-couronne.

L‟alimentation en matières premières s‟effectue par la bande transporteuse (CF2BC07). Elle reçoit le mélange clinker, calcaire et gypse dans une proportion bien définie par les bandes doseuses situées sous les silos matières premières.

Le principe de fonctionnement se reposant sur l‟écrasement de matières fondé sur la percussion particules boulets, comme décrit ci-dessus pour la première ligne. En aval du broyeur la poussière de ciment est récupérée par le filtre broyeur et le produit semi-fini est conduit vers l‟élévateur séparateur par l‟intermédiaire d‟une aéroglissière.

1.2.3.3 La séparation du produit semi-fini

Le séparateur utilisé sur cette ligne est aussi de 4^ème génération de marque de POLISIUS.

Le produit sortant du broyeur est loin de présenter la finesse définissant la qualité du ciment. Ainsi le produit semi-fini de l‟aval broyeur vient au pied de l‟élévateur séparateur en passant par une aéroglissière. Il est donc acheminé jusqu‟en haut du séparateur par l‟intermédiaire d‟une aéroglissière : c‟est l‟alimentation du séparateur. Le produit tombe ensuite et est dispersée par le plateau de distribution. Le ciment est entrainé en tourbillon par un courant d‟air provenant d‟une entrée tangentielle au corps du séparateur. La matière se retrouve ensuite entre le rotor et les ailettes de guidage.

Les fines particules sont aspirées par un filtre externe communément appelé Filtre séparateur. Les grosses particules sont accélérées par le rotor, maintenues par les aubes de guidage et glissent vers la partie inférieure : c‟est le rejet. La matière fine sort avec l'écoulement d'air à travers la partie supérieure du séparateur : c‟est la séparation du produit semi-fini. La finesse du produit est ajustée par la vitesse du rotor.

Le mélange air-ciment fin est aspiré vers l‟intérieur du filtre séparateur qui se charge de séparer l‟air du ciment. Le ciment est à chaque fois emprisonné par les manches et en suite libéré à l‟inférieur de ce dernier pour être acheminé au pied de l‟élévateur ciment. Au même moment les rejets sont renvoyés en amont du broyeur.

(33)

L‟élévateur-ciment, comme les deux autres élévateurs (matières premières et séparateur) de l‟usine, est constitué de plusieurs godets qui sont reliés à une chaîne. Ces godets prélèvent le ciment et le versent dans des goulottes situées au-dessus des trois silos-ciment (15 m de hauteur, 8,6 m de diamètre avec une base conique de 6,5 m de diamètre). Un vérin de positionnement situé sur les silos-ciment permet de choisir le silo à remplir. Un filtre intensif est également installé sur les silos ciment pour empêcher la propagation de poussière de ciment.

Photo 11 : Silo ciment 3

1.2.3.4 L’ensachage de ciment

L‟ensacheuse rotative de type Beumer est alimenté uniquement par le silo ciment 3, elle dispose de six becs (numérotés de 1 à 6) alimentés par un moteur électrique dont le démarrage est effectif après mise en place d‟un sac. L‟éjection du sac rempli est automatiquement effectuée par la sortie de la tige d‟un vérin pneumatique situé sous chaque bec. Cette sortie de la tige est commandée par la balance située sous chaque bec. Une fois les sacs éjectés, ils sont nettoyés et conduit vers un encamionneur après le choix de la ligne de chargement à partir d‟un vérin de positionnement.

(34)

(a) (b)

Photo 12 : (a) Ensacheuse rotative HAVER ; (b) Encamionneur de ciment Mill 2

Les figures ci-dessous nous présentent le schéma synoptique résumant le processus de fabrication du ciment à CIMBENIN S.A.

(35)

Figure 5 : Schéma synoptique de déchargement et chargement matières premières

(36)

ETUDE ET CONCEPTION D’UN CRIBLE ROTATIF A TAMBOUR POUR LE TRIAGE DES BOULETS A CIMBENIN S.A.

Figure 6 : Schéma synoptique de la station de broyage Mill 1

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Figure 7 : Schéma synoptique de la station de broyage Mill 2

(38)

ETUDE ET CONCEPTION D’UN CRIBLE ROTATIF A TAMBOUR POUR LE TRIAGE DES BOULETS A CIMBENIN S.A.

Figure 8 : Schéma synoptique de station d'ensachage Mill 2

(39)

1.3 La maintenance et la sécurité dans l’usine 1.3.1 Les mesures de sécurité dans l’usine

Etant donné que toute installation industrielle est sujette à des dysfonctionnements aussi électriques que mécaniques, la fiabilité d‟une chaîne de production exige plus de sécurité et de contrôle assurés par des capteurs appropriés. Ces dispositifs permettront fondamentalement d‟éviter des blocages accidentels en pleine production avec leurs corollaires de détérioration, dégradation fatale du matériel, des pertes de matières ou de vie humaine et un arrêt prolongé de la production.

1.3.1.1 L’accueil sécurité

Le défi majeur et quotidien que doit relever toutes unités de production industrielle est la sécurité du personnel et des équipements de production. C‟est la raison pour laquelle CIMBENIN S.A. se lance dans ce dynamisme pour réduire à zéro les accidents et incidents graves (presque accidents) sur les équipements. Pour ce faire, des mesures idoines ont été prises et plusieurs dispositifs importants ont été mis en œuvre dans l‟usine.

Elle a élaboré un programme d‟accueil sécurité important et obligatoire, destiné à toutes personnes voulant intégrer l‟usine de façon temporaire ou définitive.

Les objectifs visés à l‟accueil sécurité sont :

 informer la personne des risques d‟accident qu‟elle court en travaillant dans l‟usine ;

 apprendre les procédures à engager en cas de sinistre ;

 connaître les règles élémentaires de sécurité à respecter dans l‟usine et les sanctions éventuelles en cas de non-respect de celles-ci ;

 assurer que la personne dispose des Equipements de Protection Individuelle (EPI) avant d‟intégrer l‟usine.

(40)

1.3.1.2 Les mesures de sécurité prises dans l’usine

Puisque la sécurité vient avant toutes choses, des dispositifs de sécurité sont mis en place dans l‟usine tant au niveau des opérateurs qu‟au niveau des équipements de production.

 Sécurité des opérateurs de l’usine

Pour la sécurité du personnel des efforts louables ont été faits. On peut noter que :

 l‟accueil sécurité est obligatoire pour tout nouveau venu ;

 le port des Equipements de Protection Individuelle (EPI) tels que le casque, les chaussures de sécurité, les lunettes, le bouchon d‟oreille contre le bruit, les gants…, a été imposé à tous les acteurs de l‟usine

;

 des campagnes de sensibilisation sont lancées pour attirer l‟attention sur l‟importance du port des EPI, sur les méfaits de l‟alcool et tout ce qui peut entraîner une baisse de la vigilance ;

 une journée déclarée „‟Journée de sécurité et santé„‟ ;

 des extincteurs sont placés à des endroits stratégiques ;

 des procédures d‟interventions en cas de sinistre sont disponibles ;

 des exercices de simulation d‟incendie à temps réel sont faits au moins quatre fois par an afin de mettre en pratique les différentes procédures établies ;

 des formations et conférences du personnel sur la sécurité et santé s‟organisent ;

 la mise en place des sirènes à proximité des moteurs qui peuvent être démarrés à distance ;

 toute intervention sur un équipement exige une consignation (LOTOTO) et une condamnation de cet équipement ;

 toute intervention en hauteur de plus de 2 m par échelle ou escarbot exige un permis d‟autorisation de travail en hauteur ;

 la mise en place des Arrêts d‟Urgence à Corde ; ce système de sécurité est utilisé dans les installations pour les transporteurs à bande. En fait, il s‟agit de boites à contacts d‟arrêt d‟urgence disposées par paire reliées par un fil, de part et d‟autre de la bande.

(41)

Lorsqu‟un problème survient, on tire sur la corde qui entraîne le levier mécanique qui pilote le contact actionnant ainsi un interrupteur.

Notons ici que même si des efforts louables sont entrepris chaque jour pour améliorer la sécurité, chaque opérateur doit veiller à sa propre sécurité et à celle de son équipe. La sécurité est avant tout est une affaire personnelle et rien ne vaut la vie humaine.

 Sécurité des équipements installés

La mise en place des caméras de vidéos de surveillance dans les endroits sensibles et adéquats permet une surveillance en temps réel des différentes machines depuis la salle de commande broyage. De même, la sécurité des équipements de production est assurée par un contrôle des signaux émis par les thermistances des moteurs depuis la salle de commande broyage. Toutes fois des détecteurs d‟incendies et de poussières sont installés dans les endroits adéquats et sensibles. Plus loin, des capteurs de déports sont installés le long des bandes transporteuses ; ces capteurs arrêtent la bande lorsque celle-ci déborde ; un tambour actionne l‟interrupteur de déport situe par paire (un de part et d‟autre de la bande).

Des analyses profondes sont faites sur tous les cas d‟incidents déclarés pour pouvoir les éviter les fois à venir.

1.3.2 Organisation de la maintenance

Le service maintenance de CIMBENIN S.A. assure la mise en état et le fonctionnement permanent de tous les équipements de production et des infrastructures de l‟usine. Pour ce faire, il comprend trois (03) divisions :

 la division Mécanique ;

 la division Electricité ;

 la division Groupes électrogènes et Compresseurs.

Sous la responsabilité du chef service maintenance et sous la direction des chefs division, les travaux de maintenance se font fréquemment. Nous distinguons la maintenance curative et celle préventive.

(42)

Le service maintenance est animé par les électriciens, les mécaniciens et les soudeurs. En vue d‟assurer la production continue du ciment des équipes appelées QUART sont constituées et se relayent par intervalle de huit heures.

1.3.2.1 La division électricité

Sous la direction du chef de division, elle est composée d‟un ensemble d‟électriciens et d‟électroniciens qui ont pour devoir d'assurer la maintenance des différents moteurs électriques installés à l‟usine. Elle s‟occupe également des installations électriques et téléphoniques dans les bureaux. L‟électronicien assure la maintenance des installations électroniques. La plupart des travaux à effectuer font l‟objet „‟d‟ordre des travaux„‟ (OT) suivi d‟un compte rendu.

En fin de semaine, des travaux d‟entretien sont répartis aux électriciens qui sont en poste. Ainsi, les moteurs auxiliaires ou moteur principal du broyeur, ceux des filtres intensifs, des bandes transporteuses, des doseurs et autres sont grattés, dépoussiérés, tout comme ceux de l‟ensachage qui ont particulièrement besoin d‟un entretien hebdomadaire. Il existe aussi des travaux mensuels et trimestriels.

Les électriciens interviennent aussi au niveau des groupes électrogènes.

Ils assurent leur démarrage, leur suivi pendant la mise en service, et autant qu‟ils le peuvent, leur dépannage. Lors des arrêts planifiés (celui d‟un broyeur par exemple), la division électricité a pour tâches essentielles :

 l‟entretien :

 des armoires ;

 des coffrets électriques ;

 des interrupteurs de déport ;

 d‟arrêt d‟urgence ;

 la maintenance :

 du moteur principal du broyeur ;

 du démarreur du broyeur ;

 des transformateurs „‟moyennes tensions‟‟ et basses tensions ;

 des vérins électriques des silos ;

 et des moteurs électriques de tous les autres équipements de l‟usine.

(43)

1.3.2.2 La division mécanique

Sous la direction du chef division, elle assure essentiellement les travaux de maintenance mécanique à savoir :

 ceux de construction métallique (couramment la soudure) ;

 les interventions à l‟usine.

Les équipements concernés par ces interventions sont entre autres :

 les élévateurs ;

 les ensacheuses ;

 les bandes transporteuses ;

 les broyeurs ;

 les séparateurs ;

 les groupes électrogènes ;

 les engins de manutention...

Il faut noter que ces derniers sont soumis à des contrôles périodiques.

C‟est ainsi que des travaux de maintenance préventive journaliers, hebdomadaires, mensuels, trimestriels et semestriels sont effectués sur l‟ensacheuse selon les prescriptions du constructeur. De même, des arrêts sont planifiés pour les différents ateliers (broyage et ensachage) des deux lignes de production toutes les deux semaines.

Aussi, entre autres travaux, nous pouvons citer :

 le décolmatage des filtres (qui consiste à éliminer au maximum les croûtes de ciment qui se seraient déposées sur les filtres réduisant ainsi leur performance) ;

 le réglage de „‟déport‟‟ au niveau des bandes transporteuses ;

 le remplacement de rouleaux et de manches filtres ;

 la maintenance des pompes ;

 la maintenance des élévateurs ;

 la révision des vérins et des accouplements ;

 la maintenance des équipements roulants (chargeuses, bulldozers,

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1.3.2.3 La division groupe électrogène et compresseurs

Sous la directive du chef division mécanique, elle est chargée des travaux de maintenance au niveau des :

 groupes électrogènes ;

 compresseurs d‟air ;

 surpresseurs ;

 souffleurs.

Dans cette division, les interventions courantes sont soit, mécaniques, électriques, pneumatiques ou hydrauliques. Elle participe également aux travaux de maintenance à l‟usine. Selon la prescription des constructeurs, elle assure une maintenance préventive systématique sur ces équipements.

Conclusion

Ce chapitre nous a fait connaitre CIMBENIN S.A. à travers son historique et son organisation structurelle. Il nous a aussi permis de mieux comprendre le processus par lequel elle fabrique le ciment et sans oublier la sécurité au sein de l‟usine, un sujet très important pour elle.

(45)

Présentation du système actuel de triage des boulets à CIMBENIN S.A.

Chapitre 2 : Présentation du système actuel de triage des boulets à CIMBENIN S.A.

Introduction

Le broyage est un procédé industriel qui a pour but de réduire la taille de fragments de matières. On rencontre deux catégories d‟appareils de broyage : ceux qui utilisent des corps broyant libres (broyeurs classiques) et ceux qui n‟en utilisent pas (broyeurs autogènes). Dans la première catégorie, on retrouve des appareils tels que les broyeurs à barres, utilisés pour le broyage primaire (grossier), et les broyeurs à boulets, utilisés pour le broyage secondaire (fin) et le rebroyage (très fin). La qualité du produit obtenu dépend de la charge des corps broyant, du temps de broyage, de la qualité des corps broyant etc. Ce chapitre comporte trois sections. La première section décrit brièvement le fonctionnement des broyeurs utilisés à CIMBENIN S.A. et leurs caractéristiques techniques. La deuxième section est consacrée aux dimensions des corps broyant, leurs caractéristiques et charges en tonnage par diamètre dans chacune des chambres des broyeurs. La dernière partie décrit le système actuel de triage des boulets après leur utilisation.

2.1 Présentation et fonctionnement des broyeurs

Les broyeurs utilisés à CIMBENIN S.A. sont des broyeurs à boulets. Leur composant principal est un long cylindre qui est mu par l‟intermédiaire du mécanisme de transmission pignon/couronne, et ayant à leurs extrémités une partie tronconique dont le bout repose sur des paliers porteurs. À l‟intérieur des paliers sont placés des coussinets en bronze qui ont pour rôle de réduire l‟usure entre le corps du broyeur et les paliers porteurs en évitant leur frottement entre eux. Sur leur virole est boulonnée la couronne qui permet d‟entrainer le broyeur en rotation par l‟intermédiaire d‟un pignon monté sur l‟arbre d‟un réducteur couplé à un moteur électrique de puissance 1250 kW pour le broyeur Mill 1 et 1400 kW pour le broyeur Mill 2.

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(a) (b)

Photo 13 : (a) Broyeur à boulets Mill 1 ; (b) Broyeur à boulets Mill 2 Le diamètre et la longueur d‟un broyeur définissent en général sa capacité, c‟est-à-dire la masse de matière qui peut être traitée par unité de temps. La vitesse de rotation varie entre 70 et 80% [8] de la vitesse de rotation critique, qui correspond à la vitesse requise pour centrifuger la charge. La vitesse de rotation est habituellement fixée par le choix du pignon lors de l‟installation du broyeur.

Compte tenu de la charge à entrainer, un système de lubrification permet d‟envoyer de l‟huile sous pression au niveau des paliers porteurs. Des ouvertures aux deux extrémités permettent à la matière d‟entrer et de sortir des broyeurs.

Les broyeurs à boulets sont chargés à environ 30 à 40% [8] de leurs volumes, de boulets d‟acier, dont les dimensions sont ajustées en fonction des caractéristiques de l‟alimentation du broyeur. Le moteur entraîne les broyeurs en rotation provoquant des cascades des corps broyant (boulets) sur les particules du minerai (matières premières). Les particules de minerai sont brisées par impact des corps broyant. Les broyeurs à boulets industriels opèrent tous en continu, c‟est-à-dire que les matières d‟alimentation entrent et sortent pendant la rotation des broyeurs. La surface intérieure des broyeurs est recouverte de blindages qui permettent aux particules plus fines de se diriger vers le diaphragme (organe séparant la première chambre et la deuxième chambre du broyeur). Dans la première chambre, les corps broyant sont plus gros et permettent d‟obtenir de fines particules qui seront aspirées dans la deuxième chambre grâce à un aspirateur placé à la sortie du broyeur. Dans la deuxième chambre, plus grande que la première, les boulets de plus petites tailles donnent plus de finesse à la matière. Sur la virole, deux ouvertures sont prévues pour

(47)

permettre le chargement et le déchargement des boulets ; elles constituent aussi des portes de visites lors des travaux de maintenance.

2.1.1 Les caractéristiques techniques des broyeurs de CIMBENIN S.A.

Le tableau suivant renseigne sur les caractéristiques techniques des broyeurs utilisés par CIMBENIN S.A.

Tableau 1 : Caractéristiques techniques des broyeurs de la CIMBENIN S.A.

Caractéristiques techniques Broyeurs

Mill 1 Mill 2

Type Broyeur à boulets

Vitesse de rotation nominale (tr/min) 17,6 19,6

Dimensions (mm)

Diamètre intérieur 3000 3200

Diamètre extérieur 3080 3060

Diamètre extérieur sur bride 3306 4700

Longueur de la virole 11000 11650

Longueur virole et ensemble

monté 13942 14360

Paliers porteurs

Diamètre 1400 mm 3320

Longueur 500 mm 600 mm

Mécanisme d‟entrainement

Couronne Z= 248

m = 20 Z= 258

m = 20

Pignon Z= 20 Z= 25

Z : nombre de dents, m : module en mm

2.2 Généralités sur les boulets

La matière première pour la production des boulets forgés et les barres en acierpour broyage provient d‟acier avec un alliage de haute qualité, garantissant la haute dureté et résistance à l‟usure des produits fournis. Les corps broyant sont un élément très important des équipements internes des broyeurs, non seulement aupoint de vue du rendement mais aussi au point de vue de l‟usure.

Ils doivent avoir des profils de dureté qui maximisent leurs rendements face à l‟usure et à l‟impact, avec une usure uniforme, et qui se personnalise selon les conditions de broyage etdu minerai à broyer.