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Causes et méthodes de prévention de la formation de voûtes et de blocages dans les silos à ciment

1. Introduction au phénomène de la voûte et à ses effets néfastes

L'industrie du ciment utilise aujourd'hui principalement du ciment en vrac. En effet, le ciment en vrac est plus respectueux de l'environnement et permet des mesures précises. Moderne silos à ciment ne se contentent pas de stocker le ciment. Ils assurent également des fonctions de dépoussiérage, de voûte de rupture et de pesage. Cependant, la formation de voûtes à l'intérieur de ces silos est un problème courant et grave. Ce problème nécessite une bonne solution.

La formation d'une voûte se produit lorsque le ciment forme un pont stable au-dessus de la sortie. Ce pont empêche le ciment de s'écouler. Ce blocage entraîne des problèmes majeurs. Tout d'abord, il interrompt l'approvisionnement en ciment de la station de mélange. Cela interrompt la production et augmente les temps d'arrêt. Deuxièmement, il entraîne une alimentation irrégulière en ciment. Cela nuit directement à la précision du processus de pesage et de dosage.

2. Raisons de la formation des arcs

Plusieurs facteurs se conjuguent pour provoquer la cambrure.

Tout d'abord, le ciment présente une cohésion interne et une friction interne. Ces forces créent une résistance au cisaillement. Cette résistance fait que le ciment se comporte comme un bloc solide. Elle empêche les particules de se déplacer librement. La fluidité du ciment devient alors médiocre.

Deuxièmement, la friction externe entre le ciment et la paroi du silo est importante. Une surface de paroi rugueuse augmente cette friction. De plus, un angle de cône faible au fond du silo aggrave le problème. Plus il y a de frottement, plus la formation d'une voûte est probable.

Troisièmement, les conditions atmosphériques extérieures affectent le ciment. Un taux d'humidité élevé fait que les particules de ciment se collent les unes aux autres. Cela augmente la cohésion et réduit la fluidité. Par conséquent, le ciment devient plus solide et a tendance à se voûter.

Enfin, la taille de la sortie est essentielle. Une petite sortie réduit le canal d'écoulement du ciment. Ce canal plus petit augmente considérablement le risque de formation d'un arc stable.

3. Comment prévenir la formation de voûtes dans les silos à ciment

Nous avons besoin d'un plan complet pour prévenir la formation de voûtes. Ce plan doit couvrir la conception, la construction et le fonctionnement quotidien du silo.

3.1 Utiliser la décharge latérale comme méthode efficace

Le choix d'un silo à déchargement latéral est très efficace. Cette conception crée une paroi verticale au point de déchargement. Cette paroi réduit la pression au-dessus de la sortie et brise le “pied en arc”. Nous pouvons également utiliser des sorties multiples ou décalées. L'ajout d'un trop grand nombre de sorties n'est pas rentable et rend l'exploitation difficile.

3.2 Réduire les frottements internes

La paroi du silo doit être très lisse. Une paroi lisse permet au ciment de glisser facilement. Les plaques d'acier constituent la meilleure surface intérieure. Toutefois, pour des raisons de coût et de transfert de chaleur, la plupart des silos sont en béton. Les parois en béton sont rugueuses. C'est pourquoi nous revêtons souvent la trémie de plaques d'acier ou de pierres moulées spéciales. Nous pouvons également peindre la paroi avec des revêtements lisses comme la résine époxy. Ces mesures réduisent considérablement les frottements.

3.3 Contrôle de la pénétration de l'humidité

Le ciment absorbe facilement l'eau. Plus le ciment est fin, plus il absorbe d'eau. Une fois que le ciment a absorbé de l'eau, ses particules s'hydratent. Elles se collent alors les unes aux autres et s'écoulent mal. Le ciment forme alors des peaux et des arcs. Il faut donc contrôler rigoureusement toutes les sources d'humidité.

Tout d'abord, réduisez la teneur en humidité du ciment lui-même lorsqu'il entre dans le silo.
Deuxièmement, évitez que l'eau de pluie ne s'infiltre dans le silo.
Troisièmement, et c'est très important, empêchez l'humidité de pénétrer dans le système du compresseur d'air.

3.4 Sécher l'air comprimé

La compression de l'air réduit son volume. Cela réduit également sa capacité à contenir de la vapeur d'eau. Par conséquent, la majeure partie de l'humidité contenue dans l'air se transforme en eau liquide lors de la compression. Si cette eau pénètre dans le silo, elle pose de gros problèmes. Nous devons éliminer cette humidité à tous les stades : compression, stockage, distribution et utilisation. L'air sec provenant du système d'aération est essentiel pour éviter la formation de voûtes.

Compression de l'air: L'opérateur doit s'assurer du bon fonctionnement des refroidisseurs du compresseur. Il doit vérifier régulièrement à la main la température de l'eau de sortie. Les tubes des refroidisseurs peuvent se fissurer et fuir, il faut donc remédier immédiatement à tout problème.
Stockage d'air: Le réservoir d'air recueille de l'eau et de l'huile. L'opérateur doit régulièrement ouvrir la vanne de vidange située au fond pour évacuer ce liquide.
Distribution d'air: Lorsque l'air circule dans les tuyaux, il se refroidit davantage. Une plus grande quantité d'eau se condense à l'intérieur des tuyaux. Nous avons donc besoin de robinets de vidange sur les canalisations et nous devons les utiliser quotidiennement.
Utilisation de l'air (défense finale): Nous utilisons deux filtres avant que l'air n'entre dans le silo. Le premier est un filtre principal rempli de coke. Le second est un filtre tubulaire placé sur chaque embranchement. L'air humide pénètre dans ce filtre, dont les minuscules pores retiennent l'eau. L'eau s'écoule ensuite vers un robinet de vidange. L'opérateur doit la vidanger régulièrement. L'air sec est ensuite acheminé vers le silo.

3.5 Augmenter l'angle du cône

Nous rendons la partie conique plus raide. L'angle doit être plus grand que l'angle de frottement du ciment contre le mur (environ 32°). Un angle plus prononcé, entre 55° et 65°, réduit la friction. Mais un cône plus raide rend le silo plus haut ou réduit sa capacité.