Academic literature on the topic 'Broyeurs à boulets'

La commande adaptative d'un broyeur-sécheur pour la fabrication d'engrais proposée dans ce mémoire a été obtenue en franchissant les phases classiques de l'automatisation des procédés: modélisation, mesures, identification, régulations locales et commande. Après avoir étudié le processus et réalisé des campagnes de mesures, des régulateurs PID traditionnels ont été implantés pour stabiliser le système. Des performances élevées, imposées par le cahier des charges, la variation des paramètres du procédé, nous obligent à mettre en place une régulation par commande adaptative de la pression dans le tube du broyeur. Cette pression, image du remplissage des différents produits permet de maitriser en particulier les bourrages. La poursuite d'une telle étude consistera à généraliser l'algorithme de commande, afin de l'adapter à d'autres processus rencontrés dans des domaines proches

Une étape cruciale de la fabrication des combustibles nucléaires est le co-broyage des oxydes d’uranium et de plutonium pour obtenir une taille ciblée et un mélange homogène de particules. Cependant, le changement de l’échelle du laboratoire à celle de la production reste essentiellement empirique. Le but de cette thèse de doctorat est de modéliser et caractériser les écoulements granulaires dans des tambours rotatifs et d’élucider les mécanismes de broyage de l’échelle des particules à celle du procédé. A l’aide de simulations granulaires, et d’un critère de décohésion dynamique basé sur la mécanique de la rupture, on étudie la fragmentation de partic- ules sous impact. La dissociation de ces particules se fait au niveau d’une tessellation en cellules sous-jacentes fragmentables. Les analyses développées portent notamment sur : les propriétés d’écoulements granulaires dans le régime de cascade en fonction des paramètres du système; l’effet de la taille et du nombre de corps broyants sur le processus de broyage; l’évolution de la frag- mentation dans les écoulements en tambour rotatif. Nos simulations révèlent plusieurs relations bien définies entre différentes variables caractérisant l’écoulement (profil de surface, épaisseur d’écoulement, fluctuations de force, glissement aux parois), l’évolution de la taille des particules et les paramètres du système (vitesse de rotation, taille du tambour, taux de remplissage). Ces travaux conduisent à la définition d’un paramètre sans dimension qui peut être utilisé pour la mise à l’échelle des écoulements dans les tambours tournants et les broyeurs à boulets
A crucial step of nuclear fuel manufacture is the co-milling of uranium and plutonium oxides to obtain a targeted particle size and excellent mixing. However, the scale-up from the laboratory to plant production is still mainly empirical. The goal of this doctoral thesis is to model and characterize granular flows in rotating drums and to elucidate the mechanisms of particle grinding across scales. By means of particle dynamics simulations and a particle breaking model involving the tessellation of breakable particles into cells and a dynamic debonding criterion based on fracture mechanics, we investigate single- particle impacts, the properties of granular flows in the cascading regime in a rotating drum as a function of system parameters, the effect of the size and amount of grinding media on the grinding process, and the evolution of particle breakage in granular flows of breakable particles. Our simulations reveal several well- defined relationships between flow variables such as surface profile, flowing thickness, force fluctuations and wall slip, as well as with system parameters such as rotation speed, drum size and filling degree, and with particle fracture during flow. We identify a dimensionless parameter that can be used for the scale-up of rotating drums

Les corps broyant placés dans un broyeur sont soumis à différentes forces qui peuvent les expulser hors de l’appareil. Ce phénomène peut être important lors de l’utilisation de corps broyant de petite taille qui favorisent une meilleure efficacité de réduction granulométrique dans des opérations de rebroyage ou de broyage secondaire et tertiaire. L’objectif de ce mémoire est d’évaluer les conditions favorisant l’éjection des corps broyant hors d’un broyeur opéré en continu. Les résultats obtenus à l’échelle du laboratoire ont permis d’établir des méthodes pour déterminer les conditions (vitesse de fluide, concentration de solides, granulométrie du solides) qui favorisent la fluidisation et ultimement le transport de boulets de dimension inférieure à 8 mm. Les résultats montrent que le niveau de la charge de corps broyant est la variable qui affecte le plus l’éjection des corps broyant. Le débit d’alimentation est la deuxième variable opératoire d’importance, suivie de la concentration de solides de la pulpe à l’alimentation d’un broyeur.

Lors de la synthèse des aciers ODS, la première étape consiste à réaliser un broyage actif, appelé mécano-synthèse, entre les matériaux de départ qui sont la poudre métallique et les renforts d’oxyde. Ce procédé peut se réaliser au moyen d’un broyeur à boulets, constitué d’une cuve cylindrique à l’intérieur de laquelle des billes en acier sont introduites. Le broyage résulte des combinaisons de chocs entre billes, poudre et paroi de la cuve, ce qui conduit à une évolution de la de la taille, de leur forme et de leur polydispersité. La première partie de cette thèse s’est attachée à élaborer un moyen de caractérisation de la poudre par des mesures ultrasonores. Une méthode qui consiste à sonder un échantillon de poudre métallique pour la mesure des paramètres acoustiques s’est avérée être adaptée pour la qualification de la poudre métallique en cours de broyage. Une dépendance des paramètres acoustiques avec les caractéristiques morphologiques du milieu a également été mise en évidence pour des échantillons granulaires. Dans une deuxième partie, l’optimisation du procédé par l’identification de la vitesse optimale de rotation de la cuve est recherchée dans un premier temps. Une mise en parallèle des signaux acoustiques et vibratoires en fonction de la vitesse de rotation de la cuve avec le mouvement des billes, montre que les énergies acoustique et vibratoire sont des indicateurs pouvant conduire à la vitesse de rotation optimale. Puis, il est montré comment des mesures acoustiques et vibratoires durant un broyage permettent de caractériser l’évolution de la nature des poudres et d’identifier la présence de colmatage de la poudre sur les parois de la cuve
During the ODS steel (Oxide Dispersion Strengthened) synthesis, the first stage consists in an active milling between original materials, which are metallic powder and oxide to obtain reinforced micro/nanoscale dispersions. This process, known as mechanical alloying, could be realized by balls milling composed by a cylindrical tank rotating around its main axis, within which steel beads are introduced. The grinding results from different combinations of collisions between beads and powders on the tank walls, that lead to morphological grain powder evolution (grain size and shape). The first part of this thesis proposes an ultrasonic method to characterize the metallic powder. An experimental method, which consists in acoustic probing for measuring linear acoustic parameters (longitudinal wave velocity and elastic modulus) of a slab of powder sample, appears to be suitable to follow different mechanical alloying stages. A dependence of the acoustic parameters on the morphological characteristics of metallic powder (grain shape and grain size distribution) is shown with the same sample preparation and the same confining pressure. In the second part, optimization process by identification of ball milling optimal rotation speed is researched in a first step. Correlation between acoustic or vibration signals and bead motion versus rotation speed, shows that acoustic and vibration energy are good indicators that can be used to find the optimal rotation speed. In a second step, acoustic and vibration measures are used to follow grain material properties evolution during a grinding (for a period of 176hrs) and to identify powder clogging mechanism on a milling tank