Application de la méthode SMED

Cours mise en situation et proposition des solutions pour minimiser le temps avant et après la purge, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Définition de la thématique

Description de l’atelier BK4

Broyeur à boulets

Les broyeurs à boulets sont très largement utilisés dans toutes les branches de l’industrie, pour le broyage fin de différents produits. Le broyage est provoqué par des boulets qui se trouvent avec le produit dans un tambour rotatif.
Il est produit par le choc qui résulte de la chute des corps de broyage sur le produit broyé et par le frottement entre le produit et les corps de broyage.
Le tube broyeur à boulets est généralement divisé en deux compartiments, recouverts de plaques de blindage en acier. Dans le premier compartiment, les gros boulets travaillent principalement par compression et choc pour concasser le produit grossier et dans le deuxième, les petits boulets travaillent d’avantage par attrition et cisaillement pour produire des fines.
La taille des corps broyant se situe entre 90 et 20 mm de diamètre.
• Fonction d’alimentation
L’alimentation du broyeur se constitue d’un mélange de 3 éléments qui sont le clinker, le calcaire, le gypse et des ajouts selon la qualité, ou bien des refus recyclés du séparateur.
Les débits voulus en pourcentage de chaque constituant, sont délivrés par des doseurs en agissant sur leurs vitesses. Ces doseurs à leur tour sont alimentés à l’aide des trémies et des ponts.
• Fonction de broyage
Le broyage est une opération de fragmentation réalisée en deux compartiments qui se diffèrent par le type de blindage et la taille des boulets contenues.
Le blindage dans la 1ère chambre est de type releveur, la forme de ces blindages permet d’obtenir la chute en cataracte des boulets qui est nécessaire au broyage du produit grossier et dans la 2ème chambre de type classant il assure le classement des boulets de l’amont vers l’aval dans un ordre décroissant.
Le broyeur dispose d’un système de ventilation qui permet à la fois de Refroidir le ciment, d’entraîner les fines, d’éviter le coating des boulets et des blindages.
La cloison double intermédiaire sert à séparer les charges (C1) et (C2), assurer le passage de la matière broyée du (C1) vers le (C2) par l’intermédiaire des écopes et favoriser la ventilation du broyeur.
Figure 10 : Broyeur à boulets

Filtre

Les gaz et la matière entrent dans le filtre qui contient des manches poreuses dans lesquelles les gaz peuvent passer et la matière ne passe pas, donc la matière s’accumule sur les manches, ce qui va diminuer la pression à l’entrée du filtre et l’augmenter à la sortie.
Donc il y a un système automatique qui donne un signe aux rompes, pour souffler l’air comprimé. Par secouage mécanique, les solides collectés tombent dans une chambre de récupération.

Séparateur statique

Le séparateur statique (annexe 2) permet, grâce au flux d’air provenant par le bas de celui-ci, de séparer la matière sortant du broyeur. Le flux d’air chargé de poussières est soulève entre la sortie du flux gazeux et le cône interne jusqu’à la plaque de couverture du cyclone.
Le flux est alors amené dans le cône interne par les ailettes de guidage de l’anneau qui le met en rotation.
La matière brute dont la finesse ne correspond pas aux spécifications, est extraite grâce à la force centrifuge qui éjecte la matière sur les parois lisses, permettant ainsi à la matière de tomber dans le cône interne puis de quitter le séparateur par la conduite de décharge.
Les fines sont amenées par le flux de gaz et sont extraites par une conduite d’extraction.

Séparateur dynamique

La matière entre dans le séparateur au sommet à balayage d’air la séparation est forcée par la force centrifuge et les forces de résistance à l’air, la finesse est réglée par la cage et le flux d’air. Le séparateur dynamique (annexe2) permet une bonne récupération de fines, une bonne efficacité sur les hautes valeurs de Blaine, une finesse réglable et un refroidissement de la matière.

Définition des purges

Les purges correspondent aux matières qui ont été produites durant un régime transitoire entre les produits, ainsi la matière obtenue lors de ces transitions ne correspond plus aux critères d’acceptation pour la production. Les purges seront donc rajoutées au produit fini d’une qualité inférieure et en quantité limitées de manière à ne pas en modifier ces caractéristiques.
Le temps nécessaire de purge correspond à la stabilisation du régime de broyeur soit théoriquement de 45min à 1heure au maximum. Les purges doivent se faire dans le silo purge (N=11). Il est strictement interdit de purger le broyeur dans un autre silo sauf après dérogation avec les responsables BKs et Qualité.
Les conditions de purge sont résumées dans le tableau N°2
Tableau 2: Conditions de purge [2]

Optimisation du temps avant et après la purge

Définition du temps du basculement d’une qualité inférieure vers une qualité supérieure

Pour passer d’une qualité inférieure vers une qualité supérieure il faut purger. La purge est une phase transitoire qui comporte différentes étapes : avant, pendant et après la purge.
Ces étapes se présentent comme suit:
Figure 11: Temps du basculement d’une qualité inférieure vers une qualité

Temps avant le lancement de la purge (temps de réglage)

Définition et historique

Le temps de réglage est défini comme le temps de préparation de la purge, où le broyeur est en arrêt. Il dure 12 min dans le cas parfait et peut augmenter à 10 fois plus en présence de problèmes.
La courbe suivante représente la variation du temps « temps de réglage » sur une durée d’un an :
Figure 12 : Historique du temps de réglage par rapport à 12 min durant l’année 2015.

Interprétation de l’historique

– Nous remarquons que le temps de réglage connait de grandes fluctuations et dépasse largement le temps optimum qui est de 12 min, pouvant aller jusqu’à 200 minutes ou plus, ce qui confirme une présence majeure de problèmes.
– Le temps de réglage moyen correspond à TR= 60min.

Application de la méthode SMED

o Définition
SMED = Single Minute Exchange of Die
Soit : Echange d’outil en quelques minutes.
L’acronyme SMED signifie Single Minute Exchange of Die, expression qui même pour un anglophone reste relativement hermétique «Die» est le terme technique anglais désignant une matrice, une empreinte ou un moule. «Exchange» signifie échanger. La méthode SMED est née dans un atelier mécanique, lors de travaux sur des presses dont la lenteur et les péripéties des changements d’outils ont inspiré Shigeo. Pour réduire significativement le temps d’immobilisation des presses – initialement plusieurs heures –, il était nécessaire de réviser drastiquement la manière de procéder.