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tk Polysius
Technologies pour traitements thermiques dans l’industrie minérale
Notre nouveau nom est
ThyssenKrupp Industrial Solutions
www.thyssenkrupp-industrial-solutions.com
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ThyssenKrupp Polysius Minéraux Technologies pour traitements thermiques
ThyssenKrupp Polysius fournit des installations pour ...
4 la calcination de la chaux
4 la pré-réduction de minerai de nickel et de manganèse
4 la réduction directe de minerai de fer et de chrome
4 le traitement de matières premières secondaires minérales, de produits intermédiaires et de résidus
4 la calcination d’aluminium, de bauxite, de magnésie, dolomie, oxyde de titane, de minerai de chrome, de soude, de phosphate etc.
4 le frittage de magnésie et de dolomie
4 la fabrication d’argile expansé et de plâtre à plancher
4 l’enrichissement de phosphate
4 l’extraction de pétrole à partir de schistes bitumineux
Un des leaders mondiaux en matière d’ingénierie d’installations industrielles, ThyssenKrupp Polysius a l’expérience et le savoir-faire pour fournir aux industries minérales, extractives et sidérurgiques, industries des réfractaires, de la chimie et de la chaux, des procédés, installations et configurations de systèmes à la fois innovants et éprouvés.
Fort de son savoir-faire en matière de procédé et d’installations, ThyssenKrupp Polysius est à l’origine de concepts novateurs pour la préparation thermique des matières les plus diverses, offrant ainsi des solutions personnalisées de séchage, préchauffage, calcination, réduction, cuisson, frittage, refroidissement et pelletisation.
Interlocuteur performant pour le développe-ment et les études de projets, la concep-tion, la fourniture, le montage et la mise en route d’équipements ou de lignes de
production complètes, sans oublier les reconversions, ThyssenKrupp Polysius propose également un large éventail de prestations de services.
Une compétence technologique hors pair est à la base de notre succès. Elle constitue le socle indispensable au développement de solutions personnalisées, novatrices et fiables. Les clients du monde entier font confiance à cette capacité.
Jour après jour, nos ingénieurs travaillent à la conception d’équipements et procédés
innovants, afin d’utiliser les richesses naturelles de notre sous-sol qui ne cessent de se raréfier, le plus efficacement possible tout en valorisant les produits intermé-diaires et résidus.
La protection durable de l’environnement et du climat est un des objectifs essentiels de l’entreprise ThyssenKrupp Polysius.
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Fours: four rotatif, préchauffeurs, four à étages four vertical haute température et ...
Grande photo: Four rotatif en Allemagne destiné à transformer des poussières de filtre d’aciéries électriques en concentrés de
zinc. Photo 1, 2: Installation de séchage et de pré-réduction de minerai de nickel au Vénézuela. Photo 3: Préchauffeur à cylones
DOPOL®. Photo 4: Four vertical haute température avec chauffe au gaz pour la production de chaux à basse réactivité en Arabie
Saoudite. Photo 5: Deux fours à étages (17 étages) pour la calcination de magnésie naturelle.
Le four est l’élément phare d’une installation thermique: notre palette de produits comporte, outre cet élément, les ateliers amont et aval, la partie électrique et l’instrumentation, ainsi que le montage et la mise en route. Après la définition des critères de dimensionne-ment en fonction des besoins du client, une installation personnalisée est configurée par le biais d’essais de laboratoire, de simulations et de calculs. Sur mesure. Novatrice. Fiable.
Four rotatif: la construction robuste et fiable, le faible besoin de ressources, la sécurité d’exploitation et le faible coût spécifique d’exploitation et d’investissement font le succès de la technologie four de ThyssenKrupp Polysius. Le four rotatif sert à la cuisson, calcination, pré-réduction, au grillage, à la volatilisation et au frittage des matières les plus diverses. Equipé d’une chauffe directe, il peut être conçu pour le procédé en voie humide ou en voie sèche. Pour maximiser la productivité et minimiser la consom-mation énergétique, il peut être combiné à différents types de préchauffeur, tel le préchauffeur à cyclones ou le préchauffeur vertical. Des fours de grand diamètre supportés par 2, 3, 4, voire plus de stations de roulement font partie de notre fourniture.
Préchauffeur: Le profil de critères auquel les technologies de four rotatif doivent aujourd’hui répondre est focalisé sur des grandes
capacités de production pour un coût d’investissement et d’exploita-tion réduit. Les préchauffeurs/systèmes de précalcination sont donc des composants importants de lignes de four modernes. Selon la granulométrie de la matière, des préchauffeurs à cyclones ou des préchauffeurs verticaux à plusieurs étages sont utilisés. Thyssen-Krupp Polysius propose des concepts de préchauffage/précalcina-tion adaptés aux différentes capacités de production, pour installa-tions neuves ou reconverties. Les caractéristiques principales d’un préchauffeur à cyclones sont: un besoin énergétique minimal grâce à une récupération importante de chaleur et une faible perte de charge, un rendement élevé dû au degré de séparation performant des cyclones et à une répartition régulière de la matière sur la section de la conduite de gaz, une grande fiabilité grâce à la robustesse de sa conception et de sa fabrication.
Four à plusieurs étages: le four à plusieurs étages permet de traiter des matières de très fine granulométrie avec un profil de température réglé avec précision.
Ce type de four a fait ses preuves pour: 4 la calcination de minéraux à application
industrielle tels que la magnésie, la dolo-mie, le calcaire, l’argile,
4 la calcination de concentrés de flottation et de gâteaux de filtration, provenant par exemple de la production synthétique de MgO,
4 le traitement thermique de minerais, minéraux et sables ou encore pour le traitement thermique de résidus.
Four vertical haute température: Le four vertical haute température a été développé en étroite coopération avec l’industrie des
réfractaires pour le frittage de matières premières destinées aux applications réfrac-taires.
Les principaux domaines d’utilisation sont:4 le frittage direct de magnésie, bauxite,
chamotte, dolomie, 4 le frittage de matières auparavant
calcinées selon un procédé en deux étapes, telles que magnésie, dolomie, alumine, magnésie spinelle et chrome-magnésie spinelle entre autres.
Dans ce type de four vertical les tempéra-tures peuvent atteindre 2.200 °C. La flexibilité qu’il apporte pour le réglage de plages et profils de température donnés et son excellent rendement thermique sont ses caractéristiques essentielles.
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POLCAL® L’échangeur à suspension avec calcinateur ...
... pour matières fines
Le système POLCAL® a été spécialement mis au point pour le traitement thermique courte durée de matières à fine granulo-métrie.
Le procédé de mise en suspension dans les gaz est destiné aux matières d’une granulométrie de 0 à 2 mm.
Le POLCAL® assure non seulement le préchauffage, mais aussi la calcination sans qu’un équipement supplémentaire – un four rotatif par exemple – soit néces-saire. Combiné à une colonne flash de séchage, il traite des matières humides avec un très bon rendement énergétique.
Un ou plusieurs étages de cyclone peuvent en outre être utilisés pour le séchage consécutif.
L’air réchaufé est recyclé dans le procédé – un autre atout pour le bilan énergétique.
Le gaz naturel, le fuel, le charbon et les gaz d’exhaure dotés d’un pouvoir calori-fique sont des combustibles parfaitement adaptés.
Installation de calcination de minerai de
phosphate: le minerai est réduit et séché
dans un concasseur avec colonne flash
de séchage avant d’être calciné dans
l’installation POLCAL®. Le refroidissement
se fait dans un échangeur avec matière en
suspension dans l’air de refroidissement
sur plusieurs étages successifs.
POLCAL® aux Pays Bas
pour la calcination de gypse
de désulfuration.
Grâce à la structure
modulaire et à la diversité de la
gamme de nos types de
cyclone, la configuration de
solutions individualisées est
simple et rapide.
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SécheursUn large portefeuille pour
Refroidisseurspour les applications les plus diverses
Sécheur rotatif pour
minerai de nickel, Brésil.
Colonne flash de séchage
d’une installation de production
de chaux en Australie.
Le „Fluo Solid Cooler“ – un
refroidisseur à lit fluidisé –
est spécialisé pour le refroidissement
des matières les plus fines.
Colonne flash de refroidissement
d’une installation de production
de chaux en Australie.
ThyssenKrupp Polysius offre un large éventail de systèmes performants pour le séchage de matières premières minérales: les sécheurs rotatifs à effet direct ou indirect et les colonnes flash de séchage ne représentent les divers procédés qu’à titre d’exemple.
Dans beaucoup d’installations, le produit d’un traitement thermique doit être refroidi avant de subir d’autres opérations de transformation ou d’être repris par un transporteur. Avec le refoidisseur rotatif, le refroidisseur vertical, la colonne flash de refroidissement, le refroidisseur à lit fluidisé et finalement le POLYTRACK® – le dernier né de la famille des refroidisseurs – ThyssenKrupp Polysius offre un large choix de produits permettant d’élaborer des solutions extrêmement „cool“ pour les applications les plus diverses. Leur atout commun : la chaleur dissipée lors du refroidissement est récupérée au profit du traitement thermique, diminuant ainsi de façon considérable le besoin total en énergie.
Le sécheur rotatif, dimensionné pour de grands débits, fiable, d’entretien réduit per- met même de traiter des matières difficiles. Seul ou en marche combinée avec d’autres équipements, le sécheur rotatif est très bien adapté au séchage ou, en option, au pré- chauffage/pré-traitement de matières à fine granulométrie ou en morceaux. Le traite-ment approprié du produit est assuré en configuration à contre courant ou à courant parallèle; de plus, la température des gaz chauds est choisie en conséquence. L’utili- sation de gaz d’exhaure chauds provenant par exemple de la cuisson dans le four per- met une marche optimale du point de vue
La colonne flash de refroidissement opère selon le même principe que la colonne de séchage. Dans la colonne, la matière chaude est mélangée intimement avec l’air ambiant. L’air réchauffé peut être utilisé dans d’autres procédés (comme air secondaire dans le processus de cuisson par exemple).
Même en installant plusieurs colonnes de refroidissement à la suite, la surface au sol de ce système est souvent inférieure à celle d’un refroidisseur rotatif. Autre avantage: il n’est pas nécessaire d’installer un système d’approvisionnement et de traitement d’eau.
énergétique et des coûts. Si nécessaire, le sécheur rotatif est équipé d’un crible à sa sortie, afin de diviser le produit en différentes fractions granulométriques.
La colonne flash de séchage est conçue pour le séchage rapide et approprié de matières à fine granulométrie. Le mélange intensif et les bonnes conditions d’écoule-ment favorisent un séchage très rapide: quelques secondes suffisent souvent pour sécher des matières extrêmement humides. Ce faible temps de séjour rend le système très souple, puisqu’il s’adapte aisément et rapidement aux propriétés fluctuantes de la
Lorsque la colonne flash de refroidisse-ment est équipée d’un cyclone, la matière peut être déversée directement du haut du cyclone dans un silo, ce qui rend un transport vertical de la matière superflu.
Pour de nombreux procédés, le refroidis-seur rotatif robuste constitue la meilleure solution – que ce soit par un refroidisse-ment direct à l’air; ou direct ou indirect à l’eau, de la matière. Le refroidisseur rotatif s’impose par ses grands débits, son exploitation facile, sa souplesse rela- tive aux propriétés et aux quantités de la matière, sa fiabilité et son entretien réduit.
matière, par exemple à l’humidité entrante. La matière séchée est habituellement séparée dans un cyclone. Les fumées d’une chambre de combustion ou les gaz d’ex-haure d’un autre processus thermotech-nique sont très bien acceptés comme énergie de séchage. Le cas échéant, le sécheur peut être combiné avec un concasseur à marteaux et un séparateur pour obtenir la granulométrie souhaitée. Lorsqu’elle fait partie d’un procédé com-plexe, la colonne flash de séchage est parfaitement à même de compenser certaines fluctuations dans les propriétés de la matière.
Le refroidisseur à lit fluidisé est le mieux adapté au refroidissement indirect de matières très fines telles que les pous-sières. Compact, à courants croisés, sans pièce mobile, ce refroidisseur comporte intérieurement des serpentins de réfrigération parcourus d’eau de refroidissement. Grâce à l’introduction d’une faible quantité d’air ou d’azote, la matière est maintenue en permanence en mouvement pour obtenir une trans- mission hautement efficace de la chaleur à l’eau de refroidissement des serpentins et un produit de faible température.
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Au point. Fiable. A l’avenir prometteur. Le refroidisseur POLYTRACK® signé ThyssenKrupp Polysius
POLFLAME® – le brûleur de four rotatif pour différents combustibles
Les exploitants de lignes de cuisson veulent des refroidisseurs à clinker:
4 performants,
4 compacts,
4 à faible usure,
4 faciles à installer,
4 économiques,
4 sûrs,
4 d’entretien réduit.
Le refroidisseur à clinker signé Thyssen-Krupp Polysius répond point par point à cette liste d’exigences. Les multiples innovations apportées à chaque détail de la conception et du procédé font du POLY-TRACK® une solution idéale pour l’avenir, mécaniquement et technologiquement.
La vitesse variable d’avance des tracks assure une
répartition transversale optimale de la matière sur toute la
largeur du refroidisseur et permet de compenser un
déversement excentré de la matière par le four et de
prévenir les agglomérations.
Résumé des avantages du POLYTRACK®
Combinaison d’un fond de soufflage statique positionné à l’horizontale et d’un système de transport superposé, le POLYTRACK® s’impose compte tenu de son principe de transport hautement efficace et de la séparation stricte entre les fonctions de transport et de soufflage, par :
4 une répartition transversale optimale de la matière se traduisant par un refroidissement régulier et efficace de toutes les fractions granulométriques sur toute la largeur du refroi- disseur,
4 une hauteur de construction extrêmement faible,
4 un excellent rendement thermique,
4 une conception robuste à faible usure et demandant peu d’entretien, pour une fiabilité à toute épreuve,
4 une conception totalement modulaire.
4 Le POLYTRACK® tolère en outre les fluctuations de la marche du four. Le système de transport souple et performant maîtrise les conditions d’exploitation les plus difficiles.
Les brûleurs modernes doivent assurer la combustion complète des combustibles les plus variés et, qui plus est, dans des conditions de changement fréquent de combustible. Le brûleur POLFLAME® répond de manière fiable à ces contraintes.
Le POLFLAME® est conçu pour la combusti-on des combustibles les plus variés – com-bustibles standards ou secondaires, purs ou sous forme de mélange complexe de différents combustibles.
La plage de puissance des brûleurs est comprise entre 10 MW et 300 MW.
Le POLFLAME® séduit par:
4 les possibilités de réglage du brûleur en production
4 la combustion complète de combustibles différents dans la zone de combustion
4 le taux de substitution élevé de combus-tibles fossiles par des combustibles secondaires,
4 la combustion constante et l’excellente stabilité de la flamme quelque soit le réglage du brûleur
4 le réglage reproductible de la forme de la flamme en fonction de la marche du four et du type de combustible,
4 l’utilisation simple du dispositif de réglage.
Ces avantages rendent le brûleur POLFLAME® très intéressant, aussi bien pour les investissements neufs que de remplacement dans le cadre de projets de modernisation.
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Des concepts modernes pour la production de chaux.
La chaux et la dolomie sont des matières premières importantes qui sont indispen- sables, par exemple, dans l’industrie de l’acier, pour les matériaux de construction, dans l’industrie chimique, en agriculture et pour l’épuration des fumées. Elles ont apporté une contribution essentielle aux nombreuses conquêtes de notre monde moderne.
Depuis le début de l’année 2006, Maerz Ofenbau AG, Zürich est une entreprise de ThyssenKrupp Polysius. Grâce au regroupe-ment de toutes les activités chaux, elle est devenue au sein du groupe Polysius le centre de compétence en matière de chaux.
Forte de ce savoir-faire riche et varié, elle développe de nouveaux standards d’avenir. De la machine à l’installation complète, elle met en oeuvre une palette de produits complète pour la fabrication de chaux et réalise des solutions personnalisées en fonction des tailles d’installation et granulo-métries de produit souhaitées.
La gamme complète comprend divers fours verticaux, fours rotatifs, fours rotatifs avec préchauffeurs verticaux ou à cyclones, ainsi que des calcinateurs POLCAL®.
Four Maerz à échangeur
de chaleur et à courant
parallèle au Mexique.
Four annulaire en
Arabie-Saoudite.
Four rotatif avec
préchauffeur vertical
en Allemagne.
Installation de production
de chaux en Australie: la
matière (sable de dunes)
passe par la colonne flash
de séchage, le préchauf-
feur à cyclones et le four
rotatif avant d’être refroidie
dans la colonne flash de
refroidissement.
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Recherche, développement et services Pour l’avenir
Notre compétence technologique est la clé nous permettant de fidéliser nos clients et d’accompagner les marchés traditionnels et émergents à fort potentiel de croissance.
Notre gamme de services. Mondialement, la compétitivité et la réduction des coûts de valorisation des matières premières sont au coeur des préoccupations de nos clients; ils ont besoin d‘un partenaire fort, fiable et innovant.
Le succès du groupe Polysius repose sur notre capacité à développer notre créativité technologique – qu’il s’agisse de perfection-nements de produits existants, d’inventions ou de nouveaux domaines d’application pour des technologies et services reconnus.
L’important est de promulguer la mise au point de concepts innovants et de les mettre rapidement en pratique.
La gestion durable des ressources et matières naturelles, l’augmentation de capacité des unités de production, l’amélio-ration de la rentabilité de la production ou l’augmention du taux d’utilisation des
installations sont les axes prioritaires du programme de R&D de ThyssenKrupp Polysius.
Nous réalisons également, sur demande, des tests en laboratoires, des programmes d’essai et de développement pour nos clients.
Le centre de R&D de ThyssenKrupp Polysius compte parmi les premiers établissements mondiaux de dévelop- pement de technologies pour les indus- tries minérale, extractive et sidérurgique et les industries des réfractaires, de la chaux et de la chimie.
Outre les défis quotidiens du bon fonc- tionnement des installations, nos clients doivent en permanence piloter leur production dans un soucis de rentabilité et de compétitivité et, si nécessaire, la pousser à un niveau de pointe en intégrant les développements techniques ou pièces de rechange les plus récents.
En terme de capacité d’analyse, nous sommes équipés de laboratoires d’analyses chimiques, physiques, géologiques et minéralogiques.
Nous avons des services dédiés aux calculs techniques et mesures et au développe-ment de procédés et conceptions.
Et nous avons un centre technique doté de ’lignes de production petit format’ avec des broyeurs, fours et un atelier, où nous réalisons des essais de broyage, tests d’usure et analyses d’aptitude à la cuisson, où nous testons des composants et ob- servons les impacts sur l’environnement.
Riches de leur savoir-faire, les spécialistes Polysius diagnostiquent les points faibles de la production, proposent des solutions et assistent le client dans l’élimination des problèmes.
Les prestations de services de ThyssenKrupp Polysius sont très diversi- fiées et vont de l’inspection et de l’entre-tien d’équipements aux reconversions ou modernisations complexes d’installations en passant par des campagnes de mesure et la fourniture de pièces de rechange.
Grande photo: Le succès des activités de recherche et développement repose essentiellement sur un travail en équipe interdisciplinaire et un choix très large d’outils techniques, tel le
microscope à balayage électronique équipé d’un logiciel MLA (Mineral Liberation Analyzer). Fig. 1: Four rotatif expérimental au centre technique. Fig. 2: Four haute température pour des
essais en creuset jusqu’à 2.200 °C. Fig. 3: Conception CaO. Fig. 4: En constituant un réseau de centres de services, ThyssenKrupp Polysius se rapproche des clients pour réagir rapidement,
efficacement et avec un équipement technique optimal aux besoins d’entretien et de maintenance de toutes les pièces sensibles à l’usure des équipements de traitement des minerais.
Fig. 5: Mesure de température et analyse de gaz. Fig. 6: Prestations POLSCAN® pour le contrôle de la géométrie du four.
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