Etape 4, 5 et 6 de la Fabrication du ciment : le préchauffage et la cuisson du cru.

Après la préparation de la farine (CRU), il est nécessaire de passer à l’étape de cuisson.

La cuisson de farine crue est réalisée en deux étapes :

  • Le préchauffage du cru jusqu’à 950 à 1 100°C dans une tour à cyclones,
  • La cuisson du cru jusqu’à 1450° dans un four tubulaire rotatif.

Le préchauffage du cru

Le cru est préchauffé jusqu’à 950° grâce à des échangeurs Air/Solide à cyclones ou à grille.

La farine crue descend en tourbillons dans les cyclones successifs à contre-courant des gaz chauds.

Lors de ce préchauffage, le phénomène du calcaire intervient. Cette décarbonatation représente 60% du CO2 émis par la fabrication du clinker.

La cuisson du cru

Après le préchauffage de la farine, celle-ci doit atteindre 1 450°C pour se transformer en clinker.

Cette cuisson s’effectue dans un four rotatif tubulaire horizontal de 65 mètres de longueur muni d’une tuyère en extrémité qui délivre une flamme à 2 000°C. Le four est garni de briques réfractaires et fonctionne 24h/24 et 7j/7.

Ces températures élevées sont obtenues grâce à une tuyère de haute technologie, alimentée en combustibles fossiles comme le charbon et du coke de pétrole, mais également par des combustibles de substitution. Ces combustibles sont de la biomasse ou des déchets sous différentes formes comme des huiles usagées, plastiques, pneux, résidus de bois, farines animales etc. Cette valorisation des déchets en cimenterie permet d’apporter une solution de proximité à la collectivité pour leur gestion.

Au fur et à mesure de l’élévation de température de la matière après la décarbonatation complète du calcaire et la déshydroxylation des argiles, la réaction entre les oxydes libres se fait à l’état solide, phénomène relativement lent, jusqu’à l’apparition d’une phase liquide vers 1365°C. L’apparition de cette phase liquide accélère considérablement les vitesses de réaction et permet d’achever la formation des silicates de calcium “alite” et “bétite”.

Du fait de cette fusion partielle du clinker, il se produit une granulation de la matière qui prends l’aspect de granules sphériques d’un diamètre variable entre 0,5 et 5 cm. Le clinker se présente donc sous forme de granules de couleur noire.

 

 

 

Point Environnement

L’étape de cuisson du clinker est responsable de 98% de son empreinte carbone du fait de la décarbonatation (60%) et de la combustion (40%). L’utilisation croissante de combustibles de substitution à basse empreinte CO2 qui représente aujourd’hui plus de 50% de la part du combustible ainsi que l’amélioration énergétique des fours, vont permettre de réduire fortement l’empreinte carbone de la combustion d’ici 2030. À plus long terme, d’ici 2050, de nouveaux processus de capture, stockage et revalorisation du CO2 émis par la décarbonatation permettront de tendre vers la neutralité carbone

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