Détermination de la vitesse de fonctionnement d'un laminoir à tubes Il s'agit essentiellement de trouver un équilibre : D'une part, les éléments de broyage (tels que les billes d'acier) doivent être soulevés suffisamment haut pour tomber avec une force d'impact maximale afin d'assurer le broyage ; d'autre part, la vitesse ne doit pas être trop élevée, au risque que les éléments de broyage ne soient projetés contre la paroi du récipient et ne perdent ainsi leur effet de broyage.

Ce processus comprend généralement trois étapes : Commencez par calculer la “ vitesse critique ”, puis déterminez la “ vitesse optimale théorique ”, et enfin procédez à un ajustement en fonction des conditions réelles d'exploitation.

📖 Étape 1 : Comprendre la “ vitesse critique ” (n₀)

C'est le principe de base permettant de déterminer la vitesse de fonctionnement. La vitesse critique est définie comme suit : la vitesse limite à laquelle la couche la plus externe des corps de broyage tourne simplement avec l'enveloppe du broyeur sans tomber. Si la vitesse de fonctionnement atteint ou dépasse cette valeur, le broyage s'arrête.

La formule théorique est la suivante :
n₀ = 42,4 / √D₀

Où :

• n₀ = vitesse critique (tr/min)
• D₀ = diamètre intérieur effectif du broyeur (m), c'est-à-dire le diamètre intérieur de l'enveloppe moins deux fois l'épaisseur du revêtement

Remarque : cette formule repose sur des hypothèses idéalisées et sert de référence théorique ; elle n'est pas d'une précision absolue.

⚙️ Étape 2 : Calcul de la “ vitesse optimale théorique ” (n)

Il s'agit de la vitesse à laquelle les corps de broyage produisent le meilleur effet de broyage. Elle est généralement exprimée en pourcentage de la vitesse critique, et ce pourcentage est appelé le “ taux de rotation ” (ψ).

n = ψ × n₀

En ce qui concerne la valeur optimale du taux de rotation ψ, plusieurs points de vue dominants existent :

• En fonction de la force d'impact maximale : Pour obtenir le maximum hauteur de chute (c'est-à-dire la force de concassage maximale) pour les corps de broyage les plus à l'extérieur, ψ ≈ 76%.
• Sur la base du rendement global (théorie de la contraction des couches) : Compte tenu de la répartition de la masse de l'ensemble de la charge, on estime que ψ ≈ 88% offre un meilleur rendement.
• En tenant compte à la fois de la consommation d'énergie et de celle d'acier : Afin d'économiser de l'énergie et de réduire l'usure, une gamme de ψ = 65% ~ 76% est généralement considéré comme plus économique.

En résumé, ψ = 65% ~ 85% Il s'agit d'une plage largement admise. Pour faciliter le choix, veuillez vous reporter au tableau suivant :

🔧 Étape 3 : Détermination de la vitesse finale en fonction des conditions réelles d'exploitation

Les calculs théoriques constituent un point de départ, mais la vitesse finale doit être ajustée en fonction des conditions réelles :

• Se reporter aux formules empiriques : Pour certains broyeurs spécifiques, il existe des formules empiriques propres à l'industrie. Par exemple, pour les broyeurs à boulets intermittents à humide :
  n = 21,2 / √D (tr/min)
• Réaliser une optimisation expérimentale : C'est la méthode la plus fiable. Réglez la vitesse de manière à ce qu'elle se situe légèrement autour de la valeur théorique, puis observez les variations du rendement du moulin, de la qualité du produit et de la consommation d'énergie afin d'identifier le “ vitesse de fonctionnement optimale ” en fonction de vos conditions spécifiques. Par exemple, une étude de cas a permis d'augmenter le rendement en augmentant légèrement la vitesse d'un broyeur de Φ1,8 m × 6,4 m.
• Prenez en compte d'autres facteurs mécaniques : Le réglage final de la vitesse est également limité par des contraintes mécaniques telles que le rapport de transmission.

En résumé, la procédure permettant de déterminer la vitesse de fonctionnement d'un laminoir à tubes est la suivante : calculer la vitesse critique → choisir une vitesse de rotation comprise entre 65% et 85% comme point de départ en fonction des conditions → affiner le réglage pendant la production proprement dite.

Tableau 2.12 Vitesse critique, vitesse optimale théorique et vitesse de fonctionnement des laminoirs à tubes courants