Dans le domaine du traitement des poudres, le choix d'un équipement de broyage approprié est crucial pour garantir la qualité du produit final. Cet article propose un aperçu systématique de l'évolution et de la classification Machines de broyage. Epic Powder Machinery, spécialisée dans la technologie avancée de pulvérisation par jet, est experte dans ce domaine. Nous fournissons non seulement des équipements de broyage à haut rendement, mais aussi des solutions innovantes de traitement des poudres.
Les machines de broyage modernes sont apparues progressivement après l'amélioration et l'adoption généralisée de la machine à vapeur et du moteur électrique. Parallèlement, grâce à des modifications et des développements continus, les performances ont également été améliorées. En 1806, le concasseur à rouleaux entraîné par une machine à vapeur est apparu. En 1858, l'Américain Blake a inventé le concasseur à mâchoires pour briser les roches. En 1895, les États-Unis ont développé le concasseur giratoire à action de broyage continue, offrant une capacité supérieure à celle du concasseur à mâchoires à action intermittente.
Toujours en 1895, l'Américain William inventa le concasseur à percussion, moins énergivore. À cette époque, les broyeurs connurent un développement similaire. Au début du XIXe siècle, broyeur à boulets, adapté aux grandes échelles de production et aux applications diverses, est apparu. En 1870, le laminoir à barres, produisant une taille de produit plus uniforme, a été développé sur la base du broyeur à bouletsEn 1908, des broyeurs automatiques utilisant différents corps de broyage furent développés. Des années 1930 aux années 1950, les États-Unis et l'Allemagne développèrent successivement des broyeurs à charbon à broche verticale et à vitesse moyenne, tels que les broyeurs à bol et à rouleaux et les broyeurs à disques.
L'apparition de ces machines de broyage a considérablement amélioré l'efficacité. Cependant, en raison des caractéristiques variables des matériaux et des exigences industrielles en matière de finesse des produits, de nombreuses machines fonctionnant selon des principes différents ont été développées par la suite, telles que les broyeurs à rouleaux multi-roues, les broyeurs vibrants, les broyeurs turbo, les broyeurs à jet, les broyeurs à sable et les broyeurs colloïdaux. Au début des années 1970, de grands concasseurs giratoires d'une capacité de 5 000 tonnes par heure et d'une granulométrie maximale de 2 000 mm, ainsi que des broyeurs colloïdaux capables de broyer les matériaux d'alimentation à moins de 0,01 µm, ont été développés.
2. Classification des concasseurs (par finesse du produit)
Compte tenu de la grande variété de matériaux traités, les machines de broyage se présentent sous de nombreuses formes. Selon le matériau et la finesse de produit recherchés, les équipements sont classés en broyeurs grossiers, broyeurs moyens, broyeurs fins, broyeurs et broyeurs superfins.
2.1 Types de fragmentation (par finesse de produit)
2.1.1 Concassage grossier : Convient aux matériaux durs, généralement avec des concasseurs à mâchoires et à cône. Pour les matériaux cassants moyennement durs, les concasseurs à mâchoires, à cône et à rouleaux conviennent. Pour les matériaux durs moyennement durs, les concasseurs à rouleaux dentés peuvent être utilisés.
2.1.2 Concassage intermédiaire : Pour les matériaux plus durs, les concasseurs à cône à broche suspendue, les concasseurs à rouleaux et les concasseurs à mâchoires sont des options. Pour les matériaux cassants mi-durs, les concasseurs à marteaux, les concasseurs à cône à broche suspendue, les concasseurs à rouleaux, les concasseurs à mâchoires et les broyeurs à rouleaux sont disponibles. Pour les matériaux durs mi-durs, les concasseurs à rouleaux dentés et les broyeurs à rouleaux sont plus adaptés.
2.1.3 Concassage fin : Pour les matériaux durs, les concasseurs à cône à broche suspendue, les concasseurs à cylindres et les broyeurs à roues sont parfaitement adaptés. Pour le concassage des matériaux mi-durs et cassants, on peut opter pour des broyeurs à marteaux, des broyeurs universels ou des broyeurs à cylindres. Pour les matériaux mi-durs et résistants, seuls les broyeurs à roues et à cylindres conviennent généralement au concassage fin.
2.1.4 Broyage/Mise au point : Pour les matériaux durs, les broyeurs à boulets sont les équipements les plus adaptés. Pour les matériaux mi-durs et cassants, les broyeurs à boulets et les broyeurs à rouleaux annulaires sont plus adaptés.
2.1.5 Broyage superfin : Pour obtenir des produits ultrafins à partir de matériaux durs, seuls les broyeurs à boulets et les broyeurs à vibrations sont généralement utilisés. Ces derniers peuvent également traiter des matériaux mi-durs et cassants. De plus, ces dernières décennies, les broyeurs à sable, les broyeurs à vibrations et les broyeurs à jets ont permis d'obtenir des produits encore plus fins et uniformes. L'introduction et la localisation ultérieure de ces machines ont considérablement amélioré la qualité du dioxyde de titane produit en Chine.
2.2 Types de concasseurs (par structure)
2.2.1 Concasseurs à compression :
Ils fonctionnent à des vitesses relativement faibles (faibles ou moyennes). Ils peuvent traiter des matériaux en morceaux de grande taille pour un concassage grossier ou intermédiaire (de quelques dizaines de centimètres à quelques centimètres, ou de quelques centimètres à quelques mailles). Leur principe est le concassage par compression. On peut citer comme exemples les concasseurs à mâchoires et les concasseurs giratoires.
2.2.2 Concasseurs à rouleaux :
Ils fonctionnent également à basse vitesse (faible ou moyenne). Ils traitent des morceaux de taille moyenne pour un concassage intermédiaire ou fin. Leur principe de fonctionnement repose sur la compression ou le cisaillement. Également appelés concasseurs à rouleaux, cette catégorie comprend les concasseurs à rouleaux, les broyeurs à roues et les broyeurs à anneaux. Ils peuvent traiter des matériaux de quelques centimètres à quelques mailles, voire jusqu'à 200 mailles.
2.2.3 Concasseurs à cisaillement :
Fonctionnent à vitesse moyenne. Ils peuvent broyer des morceaux de taille moyenne (de quelques centimètres à quelques mailles) ou des matériaux plus fins (de quelques mailles à 200 mailles). Leur principe repose sur les forces de cisaillement et d'impact.
2.2.4 Laminoirs cylindriques/à tambour :
Ils peuvent fonctionner à basse ou haute vitesse. Ils sont utilisés pour le broyage fin (de quelques mailles à 200 mailles) ou superfin (de 325 mailles à quelques microns). Leur principe repose sur le broyage et le cisaillement. On peut citer comme exemples les broyeurs à tour, les broyeurs à boulets, les broyeurs à vibrations, les broyeurs à sable et les broyeurs à attrition.
2.2.5 Concasseurs à percussion :
Ils peuvent fonctionner à basse ou haute vitesse. Ils traitent des morceaux de taille moyenne (de quelques centimètres à quelques mailles). Leur principe de fonctionnement repose sur l'impact et le cisaillement. On les appelle également broyeurs à marteaux, concasseurs à percussion, désintégrateurs, pulvérisateurs ou broyeurs à broches.
2.2.6 Broyeurs à jets :
Ce sont des dispositifs à grande vitesse qui utilisent des flux de gaz à grande vitesse pour accélérer les particules, provoquant ainsi une réduction de taille principalement par collision entre les particules et avec les parois du broyeur. Les broyeurs à jet combinent cisaillement, impact et attrition en un seul procédé, souvent appelé broyage ultrafin, capable de produire des produits allant de 325 mesh à quelques microns.
Les broyeurs à jet, également connus sous le nom de broyeurs à jet plat, ont connu une application internationale après la Seconde Guerre mondiale, au cours d'une période de progrès technologiques industriels majeurs, en particulier après la broyeur à jet plat Né aux États-Unis en 1936, le broyeur à jets est largement utilisé dans le traitement des poudres chimiques fines. Il est actuellement l'équipement idéal pour le broyage fin et ultrafin dans le processus de production de dioxyde de titane, tant au niveau national qu'international. Doté d'une capacité relativement importante, d'une structure et d'équipements auxiliaires relativement simples, il permet d'obtenir des produits très fins et uniformes avec une distribution granulométrique étroite.
Avantages de la technologie de pulvérisation par jet :
Taille de particule supérieure : La finesse du produit et la densité de particules (DSP) sont bien supérieures à celles du broyage mécanique. Pour obtenir une finesse submicronique avec une distribution étroite, le broyage par jet est l'une des méthodes les plus importantes et les plus efficaces.
Haute efficacité : Le cycle de fraisage est court et efficace, ne nécessitant souvent pas de longues durées ni de passages multiples.
Cohérence du produit : La distribution granulométrique du produit reste stable et ne change pas avec le temps de broyage, garantissant ainsi un rendement constant.
Faible contamination : L’usure est minimale, ce qui évite la contamination du produit.
Intégration additive : Des additifs chimiques (par exemple, des adjuvants de broyage, des agents de revêtement) peuvent être introduits pendant le broyage, permettant ainsi une dispersion uniforme dans le produit.
Le broyeur à jets à disque a été développé en 1934 par la société américaine Fluid Energy. Son évolution s'est déroulée en cinq étapes : broyeur à jets plats → broyeur à jets en boucle/spirale → broyeur à jets ciblés → broyeur à jets opposés → broyeur à jets opposés à lit fluidisé.
Principe de fonctionnement d'un broyeur à jet : Le matériau à broyer est accéléré par une buse Venturi jusqu'à une vitesse supersonique dans la chambre de broyage. Un fluide haute pression (gaz/vapeur) pénètre dans une chambre de distribution reliée à la chambre de broyage. Sous pression, le fluide sort des buses à des vitesses supersoniques (jusqu'à plusieurs kilomètres par seconde) et impacte les particules. Les buses sont placées à un angle aigu par rapport à la paroi de la chambre, créant un vortex tourbillonnant qui entraîne les particules dans un mouvement circulaire. Les particules entrent en collision entre elles et contre les parois de la chambre, se brisant par collision et frottement. Les particules les plus grossières sont projetées par la force centrifuge vers la périphérie de la chambre pour un broyage supplémentaire, tandis que les particules plus fines sont transportées par le flux d'air central (centripète) vers le tuyau de sortie dans un séparateur à cyclone pour y être collectées.
À propos d'Epic Powder Machinery
Machines à poudre Epic est une entreprise de haute technologie de premier plan dédiée à la recherche, au développement et à la production d'équipements de pointe pour le traitement des poudres. Nous sommes spécialisés dans les solutions de broyage ultrafin, de classification et de modification.
Nos équipements sont essentiels à de nombreux secteurs, notamment la chimie, les minéraux, la pharmacie et les nouveaux matériaux. Les systèmes de pulvérisation et de classification par jet d'Epic P permettent d'obtenir des distributions granulométriques étroites et une qualité de produit supérieure. Nous nous engageons à fournir des solutions technologiques innovantes en matière de poudres qui améliorent la performance des produits de nos clients et leur avantage concurrentiel sur le marché mondial.
