Comparaison du système de moulin à rouleaux verticaux pour ciment et du système de presse à rouleaux : Analyse des coûts d’investissement

Introduction

L’industrie cimentière évolue constamment, avec une forte attention portée à l’amélioration de l’efficacité de mélange et à la réduction des coûts d’exploitation. Deux systèmes de mélange largement utilisés dans les usines cimentières modernes sont le Moulin à Rouleaux Verticaux (VRM) et la Presse à Rouleaux (RP). Cet article propose une comparaison détaillée de ces deux systèmes, en se concentrant sur leurs coûts d’investissement, leur efficacité opérationnelle et leurs impacts économiques globaux. Comprendre les différences entre ces technologies est essentiel pour prendre des décisions éclairées concernant les dépenses en capital et la stratégie d’exploitation à long terme.

Aperçu du système de moulin à rouleaux verticaux

Le système de moulin à rouleaux verticaux est une solution de broyage très efficace qui intègre la déchiquetation, le broyage, le séchage et le tri en une seule unité. Il fonctionne selon le principe de la comminution sur couche, où le matériau est broyé entre une table rotative et des rouleaux sous pression hydraulique. Les moulins à rouleaux verticaux se caractérisent par leur faible consommation d’énergie, leur conception compacte et leur capacité à traiter des matériaux humides grâce à un système de séchage intégré.

Les principaux avantages du système VRM comprennent :

• Réduction significative de la consommation d’énergie par rapport aux moulins à billes traditionnels
• Petite empreinte, réduisant les coûts de génie civil
• Capacité de broyer et de sécher des matériaux simultanément
• Niveaux de bruit plus bas et émissions de poussière réduites

Notre entreprise…Moulin à rouleaux verticaux de la série LMCes avantages sont illustrés par le design intensif (design intégré) de ce système, qui réduit la superficie occupée de 50 % et les coûts d’infrastructure de 40 %. Le contrôle intelligent du système permet une automatisation au niveau d’expert, avec la possibilité de passer entre le mode distant et le mode local. De plus, la conformité aux normes environnementales garantit que les émissions de poussière restent inférieures à 20 mg/m³.

Aperçu du système de pressage à rouleaux

Le système de presse à rouleaux fonctionne en appliquant une haute pression sur le matériau situé entre deux rouleaux tournant dans des sens opposés, provoquant ainsi la réduction de la taille des particules. Ce système est généralement utilisé comme unité de pré-moulinage avant un moulin à billes, ou comme système de moulage final lorsqu’il est combiné à un séparateur. Les presses à rouleaux se distinguent par leur efficacité énergétique particulière lors du traitement de matériaux durs et abrasifs.

Les principaux avantages du système RP sont les suivants :

• Moulinage à haute pression pour une réduction efficace de la taille des particules
• Économies d’énergie substantielles par rapport aux systèmes de broyage conventionnels
• Capacité d’augmenter la capacité de production globale lorsque celui-ci est utilisé comme broyeur préparatoire.
• Construction solide, idéale pour les matériaux durs et abrasifs

Cependant, les systèmes de presse à rouleaux nécessitent généralement des équipements supplémentaires pour assurer le fonctionnement complet du circuit de broyage, ce qui peut avoir un impact sur les coûts d’investissement globaux.

Analyse des coûts d’investissement

Comparaison des investissements en capital

L’investissement initial pour les systèmes de broyage comprend l’achat des équipements, l’installation, les travaux de génie civil ainsi que les systèmes auxiliaires. Les systèmes VRM (Variable Regime Meat) ont généralement un coût d’équipement plus élevé par rapport aux systèmes RP (Regular Regime Meat), mais ce coût est souvent compensé par leur fonctionnalité intégrée.

Pour une usine de ciment typique produisant 3000 tonnes par jour (tpd) :

• Système VRML’investissement total dans le système VRM s’élève entre 5 et 7 millions de dollars, y compris la machine de broyage, le séparateur, le ventilateur, le filtre et l’équipement de manutention des matériaux. Le design compact réduit considérablement les coûts de fondation et de construction.
• Système RPUn système de presse à rouleaux avec un circuit complet (y compris une mouline à boules ou un séparateur) nécessite généralement un investissement en capital de 4 à 6 millions de dollars. Cependant, le besoin d’équipements supplémentaires tels que des séparateurs dynamiques et des systèmes de manutention des matériaux plus avancés peut augmenter les coûts globaux.

La société…LM220K Moulin à Rouleaux VerticauxAvec une capacité de traitement de 36 à 105 tonnes par heure et une puissance du moteur principal de 800 kW, ce matériel représente un investissement excellent pour les cimenteries de taille moyenne à grande qui cherchent une solution de mélange complète tout en réduisant au minimum les besoins en équipements auxiliaires.

Mise en place et ouvrages civils

Les systèmes VRM offrent des avantages significatifs en termes de coûts d’installation grâce à leur conception compacte et à leurs fonctionnalités intégrées. Les exigences en matière de fondations sont généralement moindres que pour les systèmes RP, qui nécessitent souvent des fondations distinctes pour la presse, le séparateur et l’équipement de manutention des matériaux.

Secretariat de la construction et des travaux publics

• Système VRM : Environ 15 à 20 % du coût total du matériel.
• Système RP : Environ 20 à 25 % du coût total du matériel.

La différence devient plus significative dans les projets neufs, où les coûts de construction sont importants. Les systèmes VRM peuvent souvent être installés dans des zones dégagées avec une protection minimale contre les intempéries, ce qui réduit encore davantage les coûts de construction.

Analyse des coûts d’exploitation

Consommation d’énergie

La consommation d’énergie représente le coût opérationnel le plus important dans la mouture du ciment. Les deux systèmes proposent des améliorations substantielles par rapport aux moulins à boules traditionnels, mais avec des profils d’efficacité différents.

Consommation d’énergie spécifique typique :

• Système VRMDe 26 à 32 kWh/t pour le broyage de ciment
• Système RP avec compagnon de mélange à billes: 22-28 kWh/t pour le broyage final
• Le système RP en tant que broyeur préliminaire: 14-18 kWh/t (système combiné avec moulin à boules)

Bien que les systèmes RP (Real Power) puissent atteindre une consommation d’énergie spécifique plus faible dans certaines configurations, le système VRM (Voltage Regulation Module) complet offre généralement une meilleure efficacité énergétique globale lorsqu’on prend en compte l’ensemble du circuit de broyage, y compris les équipements auxiliaires.

Coûts d’entretien

Les exigences en matière de maintenance diffèrent considérablement entre les deux systèmes :

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:

• Les pièces de rechange comprennent des rouleaux, des revêtements de table et des composants de séparation.
• Consommation typique des pièces d Usure : 5-15 g/t de matériau usé
• Temps d’arrêt pour maintenance : 5 à 8 jours par an pour les inspections majeures
• Notre série LM présente un design à contact reduit entre les rouleaux de broyage et les disques de broyage, ce qui augmente la durée de vie des pièces sujettes à l’usure de trois fois.

Entretien RP:

• Les pièces d’usure comprennent les surfaces des rouleaux, les assemblages de roulements et l’équipement de alimentation.
• Consommation typique des pièces d’usure : de 3 à 10 g/t de matériau broyé.
• Temps d’arrêt pour maintenance : 7 à 10 jours par an, consacrés à la reconstruction des rouleaux et au remplacement des roulements.

Coûts du personnel et coûts d’exploitation

Les deux systèmes bénéficient des systèmes d’automatisation modernes qui réduisent les besoins en main-d’œuvre. Cependant, les systèmes VRM offrent généralement des systèmes de contrôle plus intégrés, ce qui peut potentiellement réduire les besoins en personnel opérationnel. Les systèmes de contrôle intelligents des moulins de la série LM assurent une surveillance en temps réel des paramètres de fonctionnement et réduisent l’intervention manuelle, ce qui abaisse davantage les coûts d’exploitation.

Comparaison des performances techniques

Qualité du produit et flexibilité

Les systèmes VRM produisent généralement du ciment nécessitant une quantité d’eau légèrement plus élevée, mais avec une excellente répartition des tailles des particules. Le système de classification interne permet un contrôle précis de la finesse du produit ; notre série LM prend en charge une régulation à plusieurs étapes, allant de 30 à 325 mailles.

Les systèmes RP produisent du ciment avec une moindre consommation d’eau et de bonnes propriétés de développement de la résistance. Cependant, ils nécessitent généralement des séparateurs externes pour le contrôle de la qualité du produit, ce qui augmente la complexité du système.

Les deux systèmes peuvent gérer différents types de ciments ainsi que des ciments mixtes. Cependant, les VRM offrent généralement une plus grande flexibilité pour modifier les spécifications des produits.

Disponibilité et fiabilité

Les systèmes modernes de contrôle de la tension (VRM) atteignent des taux de disponibilité de 85 à 90 %, comparables à ceux des systèmes RP. Cependant, les besoins en maintenance diffèrent.

• La maintenance des VRM (Voltage Regulators Modules) est généralement mieux planifiée et programmée.
• Les systèmes RP peuvent nécessiter des maintenance non planifiées en raison de problèmes avec les rouleaux et les roulements.
• Le système de remplacement rapide des ensembles de rouleaux de broyage modulaires de notre série LM réduit considérablement les temps d’arrêt dus à l’entretien.

Considérations environnementales

Les deux systèmes présentent des avantages environnementaux par rapport aux technologies de broyage traditionnelles :

Performance environnementale du VRM:

• Niveaux de bruit plus bas (≤80 dB)
• Réduction des émissions de poussière grâce à un système de filtration intégré
• Consommation d’énergie thermique réduite grâce à une capacité de séchage efficace.

RP Performance environnementale:

• Généralement, les niveaux de bruit plus élevés nécessitent une atténuation supplémentaire.
• Collecte de la poussière est nécessaire dans plusieurs points du circuit.
• Aucune capacité de séchage directe ; le séchage des matériaux humides doit être effectué séparément.

Nos moulins de la série LM fonctionnent en dessous de pression négative, avec une étanchéité totale, ce qui permet de maintenir les émissions de poussière en deçà de 20 mg/m³, dépassant ainsi les normes environnementales internationales.

Argumentation en faveur de nos solutions technologiques

Sur la base d’une analyse complète des coûts d’investissement et des coûts d’exploitation, notreMoulin à rouleaux verticaux de la série LMUne solution convaincante pour les usines cimentières modernes. Les fonctions intégrées de broyage, de moulissage et de séparation du système offrent de nombreux avantages, tant en termes d’investissements que de coûts d’exploitation.

Pour les projets nécessitant des capacités de broyage ultrafine, notreMoulin ultrafin SCMIl offre des performances exceptionnelles, avec une finesse de sortie atteignant 325 à 2500 mesh (D97 ≤ 5 μm). Ce système présente une haute efficacité et des économies d’énergie : sa capacité est deux fois supérieure à celle des moulins à jet, et sa consommation d’énergie est réduite de 30 %. Le système de classification à haute précision assure qu’aucun poussier grossier ne se mélange à le produit fini, garantissant ainsi une uniformité parfaite du produit final.

Conclusion

Le choix entre les systèmes de moulins à tambours verticaux et les presses à tambours dépend de multiples facteurs, notamment les exigences spécifiques du projet, les caractéristiques du matériau, les spécifications du produit et les contraintes budgétaires. Bien que les systèmes de presses à tambours offrent une excellent efficacité énergétique dans certaines applications, les systèmes de moulins à tambours verticaux fournissent une solution plus complète et entraînent des coûts de cycle de vie globalement plus bas dans la plupart des applications de broyage de ciment.

Les technologies de broyage de notre entreprise, en particulier la Mouline à cylindres verticale de la série LM et la Mouline ultrafine SCM, représentent la pointe de la technologie de broyage. Elles ont prouvé leur efficacité pour réduire à la fois les coûts d’investissement et les coûts d’exploitation tout en maintenant une haute qualité des produits ainsi que des normes environnementales élevées.

La décision devrait être basée sur une analyse technique et économique approfondie qui prend en compte les conditions spécifiques de chaque projet. Cependant, pour la plupart des usines cimentières modernes, les systèmes de moulin à tambour vertical offrent le meilleur équilibre entre performances, coûts et flexibilité opérationnelle.