Rapport de Stage - · PDF fileGroupe OCP – Maroc Chimie Rapport de Stage Avril 2012 1 AUTEUR : El mostafa EL BOUDALI 15, Place Clemenceau, 64200, BIARRITZ 0687 02 46 51

Rapport de Stage

Etude des différentes chaines de sécurité du broyeur Krupp de phosphate (100T/H) à l’atelier NUB-Phosphorique 1 (PP1) de Maroc Chimie

El mostafa EL BOUDALI

Etude du procédé de broyage de phosphate, sa centrale de graissage et de lubrification ainsi que les différentes chaines de sécurité du Broyeur.

Groupe OCP – Maroc Chimie, SAFI

1 Groupe OCP – Maroc Chimie Rapport de Stage Avril 2012

AUTEUR : El mostafa EL BOUDALI 15, Place Clemenceau, 64200, BIARRITZ 0687 02 46 51 [email protected] Elève ingénieur en 1ière année cycle ingénieur à l’Ecole Supérieurs des Technologies Industrielles Avancées - BIDART

TYPE DE RAPPORT : Stage étude de deux mois. Du 13 Février au 07 Avril 2012.

COMMENDITAIRE : IDS/C/M/E: Maroc Phosphore Safi / Div. Maroc Chimie, Maintenance Centralisée. OCP – Maroc Chimie Maitre de Stage : Mr. AFFRIAD Parrain de Stage : Mr. ELABBADI


REMERCIEMENTS

Tout d’abord, je tiens à remercier toute l’équipe du service Régulation de l’atelier

phosphorique du groupe OCP –Maroc Chimie, pour leur accueil chaleureux et leur

collaboration.

Plus précisément, je présente mes profonds respects et reconnaissances à :

Mr. ELABBADI, parrain de stage pour son accueil et la confiance qu’il m’a accordé dès mon arrivée.

Mr. AFFRIAD, maitre de stage, pour m’avoir accueilli dans son équipe, pris en charge, fait confiance, conseillé, encouragé…

Mr. CHRIFI, pour sa disponibilité à toute visite de chantier, son soutien et ses conseils précieux.

J’insiste à remercier tout particulièrement et à témoigner toute mes

reconnaissances aux personnes suivantes, pour l’expérience enrichissante et pleine

d’intérêt qu’elles m’ont fait vivre durant ces deux mois au sein de l’entreprise :

Mr. TOURARI Mr. MOUSTATIR Mr. CHARROU Mr. BRINI MR. CHAFIK Mr. ZAITOUNI Mr. HABCHI

Ainsi, je congratule tout le service pour avoir facilité mon intégration dans cette équipe

dynamique et sympathique !

Enfin, je tiens également à remercier toutes les personnes qui ont concouru à rendre ce

passage en entreprise agréable.


DEDICACE

A mes professeurs et corps administratif ESTIA,

A ma famille,

En témoignant une affection et un sacrifice que vous avez déployés, à mon égard, mon amour ne saurait être exprimé par des dédicaces.

Que Dieu seul, puissant, vous accorde santé, bonheur, prospérité et longue vie.

A mes collègues et amis

Veui llez agrée l’expression de ma profonde amitié.


RESUME

Par broyage, on entend la fragmentation d’une substance massive à un ensemble

de menus fragments sans en altérer l’état d’agrégation. La composition physique et

chimique du produit en résultant peut varier lorsque la substance primitive est hétérogène.

Le broyage est un problème énergétique. Il faut de l’énergie pour réduire une

matière à une dimension donnée. Cette énergie découle des broyeurs.

Outre, pour assurer le bon fonctionnement du broyeur, une étude sur l’élément de

lubrification, graissage et différentes chaines de sécurité s’avère complètement

primordiale pour garantir et augmenter la production du phosphate broyé, matière première

des engrais, afin de satisfaire les besoin d’un marché de plus en plus croissant.

MOT CLES : OCP – Broyeur à boulet – Procédé de production – analyse fonctionnelle – logigramme –

Centrale de graissage – unité de lubrification – seuils de sécurité.


ABSTRACT

Grinding is the fragmentation of a substance in a massive set of small fragments

without altering the state of aggregation. The physical and chemical composition of the

resulting product may vary when the original substance is heterogeneous.

Grinding is an energy problem. It takes energy to reduce a material to a specific

size. This energy flows from the grinders.

Furthermore, to ensure the smooth operation of the crasher, a study of lubrication

and the various safety chains is completely paramount, to guarantee and increase the

production of ground phosphate, the fertilizer of the raw material, and to meet the needs of

a market increasingly growing

KEYWORDS :

OCP - Ball grinder – Production process - functional analysis – Central oiling - safety thresholds


SOMMAIRE

Auteur ……………………………………………………………………………………. 1 Remerciement ………………………………………………………………………….... 2 Dédicace ………………………………………………………………………………….. 3 Résumé ………………………………………………………………………………….. 4 Abstract ………………………………………………………………………………….. 5 Sommaire ……………………………………………………………………………….. 6 Liste des figures et tableaux ……………………………………………………………. 8 Introduction générale ………………………………………………………………….. 9

Chapitre Introductif Présentation de l’organisme d’accueil ………………………………………………. 10

Introduction ………………………………………………………………………… 11 I. Présentation du groupe …………………………………………………………... 12

I.1 Fiche technique ………………………………………………………………... 12 I.2 Localisation géographique …………………………………………………….. 13 I.3 Secteur d’activité d’OCP ……………………………………………………… 14

II. Maroc Phosphore SAFI (IDS) …………………………………………………. 15 II.1 Ateliers de production de l’acide sulfurique ……………………………….. 16 II.2 Ateliers d’énergies et de fluides ……………………………………………... 16 II.3 Ateliers de production d’acide phosphorique …………………………….... 16 II.4 Ateliers de production des engrais TSP …………………………………….. 17

Conclusion ………………………………………………………………………….... 17

Chapitre Premier Etude de l’unité de broyage PP1 …………………………………………………….. 18

Introduction ………………………………………………………………………….... 19 I. La nouvelle unité de broyage (NUB) ...................................................................... 19 II. Broyeur de la NUB ………………………………………………………………... 20

II.1 Les types de broyeurs ………………………………………………………….. 20 II.2 Principaux caractéristiques …………………………………………………… 20 II.3 Mode de fonctionnement du broyeur ………………………………………… 20 II.4 Procédé de l’installation ………………………………………………………. 21

III. Les sous ensembles du broyeur ………………………………………………… 23 III.1 Paliers à collets ………………………………………………………………... 23 III.2 Partie inferieure du palier ……………………………………………………. 24 III.3 Les coussinets …………………………………………………………………. 25 III.4 Partie supérieure du palier …………………………………………………... 26 III.5 Les joints d’étanchéité ………………………………………………………... 26

Conclusion ……………………………………………………………………………. 27

Chapitre deuxième Analyse fonctionnelle du système de broyage ……………………………………… 28

I. Description ………………………………………………………………………….. 29 I.1 Cadre d’utilisation ………………………………………………………………. 29


I.2 Besoin ……………………………………………………………………………. 29 I.3 Tableau fonctionnel …………………………………………………………….. 30

II. Système automatisé ……………………………………………………………….. 31 III. Le F.A.S.T ……………………………………………………………………….. 32 IV. Logigramme de démarrage …………………………………………………….. 33

Chapitre troisième Etude du système de lubrification et de graissage ……………………………………. 34

Introduction …………………………………………………………………………... 35 I. Etude de la centrale de graissage ………………………………………………….. 35

I.1 But de graissage ………………………………………………………………….. 35 I.2 Graissage des paliers …………………………………………………………..... 35

I.2.1 Lubrification de la couronne dentée ……………………………………….. 35 I.2.2 Unité de maintenance à air ………………………………………………..... 36 I.2.3 Unité de pulvérisation ……………………………………………………….. 37

II. Etude de la centrale hydraulique ………………………………………………… 38 II.1 But de la lubrification …………………………………………………………. 38 II.2 Lubrification de la séquence broyeuse ……………………………………….. 38

II.2.1 Alimentation en huile du palier à collet …………………………………... 38 II.2.2 Réservoir d’huile …………………………………………………………... 39 II.2.3 La lubrification par circulation d’huile ………………………………….. 40 II.2.4 La suspension ………………………………………………………………. 41 II.2.5 Refroidissement de coussinets ……………………………………………... 42 II.2.6 Refroidissement d’huile ………………………………………………….... 42

Chapitre quatrième Etude des différentes sécurités de la séquence du broyeur ………………………… 43

Introduction …………………………………………………………………………... 44 I. Sécurité broyeur ……………………………………………………………………. 44

I.1 Dispositifs de contrôle d’alimentation en huile ………………………………. 44 I.2 Fonctionnement de la séquence du Broyeur ………………………………….. 45 I.3 Seuils de sécurité ……………………………………………………………….... 45

II. Logigramme de sécurité Broyeur .......................................................................... 47 Conclusion générale ....................................................................................................... 48


LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX

Figure 1 : Les différents gisements de phosphate ………………………………....… 13 Figure 2 : Organigramme de Maroc Phosphore …………………………………..… 15 Figure 3 : Broyeur à boulet …………………………………………………………..... 21 Figure 4 : L’unité de broyage PP1 …………………………………………………… . 22 Figure 5 : Palier à collet ……………………………………………………………...... 23 Figure 6 : Partie inférieure du palier .......................................... ...........................…. 24 Figure 7 : Les coussinets ……………………………………………………………….. 25 Figure 8 : Partie supérieure du palier …………………………………………..…….. 26 Figure 9 : Les joints d’étanchéités …………………………………………………….. 27 Figure 10 : Bete à corne du système …………………………………………...……… 29 Figure 11 : Composition d’un système de production automatisé ………..…………. 31 Figure 12 : Diagramme F.A.S.T …………………………………………… ..………… 32 Figure 13 : Logigramme de procédé ………………………………………...………… 33 Figure 14 : La centrale de graissage et l’unité de pulvérisation …………….……… 35 Figure 15 : Lubrification de la couronne dentée ……………………………….…….. 36 Figure 16 : Unité de maintenance à air ……………………………………..………… 37 Figure 17 : Unité de pulvérisation ………………………………..…………………… 38 Figure 18 : Alimentation en huile du palier à collet ……………………..…………… 39 Figure 19 : Lubrification par circulation d’huile …………………………………..… 40 Figure 20 : Lubrification forcée …………………………………………………..…… 41 Figure 21 : Refroidissement d’huile et des coussinets ……………………………...… 42 Figure 22 : Logigramme de sécurité Broyeur .............................................................. 47 Tableau 1 : Tableau fonctionnel ……………………………………………………….. 30 Tableau 2 : Seuils de sécurité …………………………....………………………….…. 42


INTRODUCTION GENERALE

Elèves ingénieurs en 1ière année cycle ingénieur CGP/MPA, un stage application

est une étape primordiale pour accomplir une formation qui répond aux besoins du marché

de l'emploi.

Le sujet de mon stage touche à un domaine très sensible, le secteur tertiaire, afin

d’améliorer la production, de contrôler les procédés industriels et de perfectionner les

méthodes industrielles, il faut avant tout passer par une étude préliminaire.

Mon sujet s’inscrit dans cette optique, il s’intéresse à un modèle réduit et modéré d’une

situation habituelle qu’est la régulation qui se situe comme un outil primordial dans le

contrôle des systèmes notamment ceux qui demandent une grande précision et une large

gamme de rapidité d’intervention.

Ceci me permettra dans un premier temps de : Présenter l’organisme d’accueil ;

Mettre l’accent sur ses activités ;

Arborer l’organisation de l’atelier phosphorique.

Et dans un second temps d’entrer dans le vif du sujet en : Abordant ce que nous entendant par système de broyage du phosphate;

Faisant une analyse fonctionnelle du système en question;

Exposant l’étude de centrale de graissage, de centrale hydraulique de la suspension du

broyeur, et des différentes sécurités de la séquence du broyeur.


CHAPITRE INTRODUCTIF

PRESENTATION DE L’ORGANISME D’ACCUEIL


INTRODUCTION

L . Mais malgré l'augmentation générale du déficit de la balance commerciale, force est de

constater qu'il y a des secteurs qui sortent la tête de l'eau. C'est le cas normalement de celui

des phosphates. En effet, le Royaume, qui détient un peu moins de la moitié des réserves

mondiales de phosphates, chiffre ces exportations durant les onze premiers mois de l'année

passée à plus de 32 MMDH, contre 17 MMDH un an plus tôt, soit un grand de 88%.

Leader mondial sur le marché du phosphate et des produits dérivés, le Groupe OCP est à la

fois la locomotive économique du Royaume et l’acteur majeur de l’agriculture mondiale,

il opère sur les cinq continents. Son ouverture sur l'international, depuis sa création en

1920, le pousse à développer, des capacités d'adaptation, de flexibilité et d'anticipation

pour pouvoir répondre aux exigences des clients dans un marché très concurrentiel.

Au début de décembre, une étude américaine s’alarmait de la toute-puissance du Maroc sur

le marché stratégique des phosphates. Alors que les réserves sont partout en déclin, le

royaume disposera, à l’horizon 2020, de 80 % des réserves mondiales. Troisième

producteur (derrière la Chine et les États-Unis) avec 24 millions de tonnes par an, le Maroc

est le premier exportateur mondial de ce minerai, qui sert principalement à la fabrication de

fertilisants, de détergents ou de batteries lithium-ion.

Créé en 1920 par le maréchal Lyautey, treize ans après la découverte des premiers

gisements, l’Office chérifien des phosphates (OCP) a le monopole de l’extraction, de la

valorisation et de la commercialisation. D’abord instrument de pillage au service de la

puissance coloniale, l’Office est nationalisé en 1973 avant de devenir, en 1975, le groupe

OCP. Fleuron de l’économie nationale, fort de ses 19 000 salariés, le groupe soutient plus

que jamais la croissance du pays puisque son activité représente 2 à 3 points du PIB. Sans

lui, le déficit de la balance commerciale se creuserait dangereusement.

a balance commerciale du Maroc reste déficitaire, c'est que révèlent les chiffres

publiés le 3 janvier 2011 par l'Office des changes au titre des onze premiers

mois de l'année écoulée. Ce déficit, évalué à plus de 138 MMDH contre

135MMDH à la même période en 2009 aurait pu être plus abyssal, n'eussent été

les exportations de phosphates.


I. PRESENTATION DU GROUPE OCP

I.1. Fiche technique

Numéro du registre de commerce : Casablance 40-327 Date de création : Dahir du 07/08/1920 Forme juridique : Société anonyme Mise en place de la structure du groupe : Juillet 1975 Siège sociale : Angle route d’EL Jadida et BD de la grande ceinture, B.P : 5196 Casa Maarif- Casablanca Direction : Mostafa Terrab (PDG) Activité(s) : Mines Produits : Phosphates et dérivés Filiale(s) : Maroc Phosphore Phosboucraâ Sotreg Prayon Effectif : 22.677, dont 725 ingénieurs Chiffres d’affaires : 6.7 milliards de dollar us (2008) Site web : www.ocpgroupe.ma

I.2.Localisation géographique

Logo :


Les principales mines d’extraction du phosphate sont : Khouribga (Oulad

Abdoun), Benguérir, Youssoufia (Gantour) et Boucraa-laayoune qui est principalement

utilisé dans la fabrication des engrais. Il subit Selon les cas une ou plusieurs opérations de

traitement. Une fois traité, il est exporté tel quel ou bien livré aux industries chimiques du

Groupe, à Jorf Lasfar ou à Safi, pour être transformé en produits dérivés

commercialisables :

Acide phosphorique de base, acide phosphorique purifié, engrais solides. En outre, le groupe O.C.P dispose de quatre ports d’embarquement :

Casablanca : pour les produits d’Oulad Abdoun. Jorf Lasfar : pour les produits locaux (Engrais + Acide phosphorique). Laâyoune : pour les produits de Boucraâ. Safi : valorisation des produits.

I.3. Secteur d’activité de l’OCP

Figure 1 : Les différents gisements de phosphate


Le groupe OCP détient des positions fortes et reconnues mondialement dans le

secteur industriel des Phosphates et ses produits dérivés, grâce à une expérience de plus de

92 ans.

Il s’impose comme :

Premier exportateur mondial des phosphates sous toutes formes.

Premier exportateur mondial d’acide phosphorique.

Le groupe OCP est spécialisé dans l’extraction, le traitement, la valorisation et la

commercialisation des Phosphates et de ses produits dérivés. Ces procédés sont définis

comme suit :

Extraction :

C’est une opération de l’extraction à ciel ouvert des phosphates. Elle se fait en

quatre cycles : fourrage, sautage, découpage et défunter.

Traitement :

Son but est de valoriser les phosphates bruts par des méthodes de traitement en

vue de son exportation, elle se compose de plusieurs opérations : criblage, séchage,

calcination, flottation et enrichissement à sec.

Valorisation :

C’est la production des acides phosphoriques et les engrais dans les entités

chimiques du groupe à Jorf Lasfar et Safi.


II. MAROC PHOSPHORE SAFI (IDS)

C’est est un ensemble d’unités industrielles situé à 10 kilomètres de Safi, qui

appartient au Groupe Office Chérifien des Phosphates destiné à la fabrication industrielle

de l’acide phosphorique titrant 54% en P2O5 à partir des phosphates extraits des minerais

de Youssoufia et de Bengrir ; ainsi qu’à la fabrication des engrais TSP. Le pôle de Safi

Comprend quatre divisions :

Maroc Chimie (PC), créée en 1965. Maroc Phosphore I (PP), créée en 1975. Maroc Phosphore II (PM), créée en 1981. Infrastructure de Safi (IS).

Division Maroc-Chimie :

La division Maroc chimie a pour vocation la fabrication de l’acide phosphorique à

54 % P2O5 et les engrais Triple Super Phosphate (TSP). Elle se compose de quatre unités

principales :

Figure 2 : Organigramme de Maroc Phosphore SAFI 2012


II.1 .Atelier de production de l’ACIDE SULFURIQUE:

Atelier PS II :

L’atelier PS II comprend deux lignes identiques X et Y de capacité unitaire 1000T

H2SO4/J concentré à 98.5%. La fabrication se fait selon le procédé à simple absorption

MONSANTO.

Atelier PS III :

De capacité 2300T H2SO4/J concentré à 98.5% avec un rendement de conversion

de 99.7%. L’atelier PS III a la particularité d’avoir un procédé à double absorption, ce qui

augmente le rendement de conversion, cette double absorption est assurée par la tour HRS.

A la différence de PS II, au 3ème étage du convertisseur (SO2 – SO3) le gaz passe à la tour

HRS pour une première absorption avant d’intégrer le 4ème étage du convertisseur et se

diriger vers la tour d’absorption finale.

II.2 .Atelier d’ENERGIES et de FLUIDES :

Constitué d’une centrale thermoélectrique, d’une unité de traitement d’eau douce

et d’une station de pompage d’eau de mer. Cet atelier permet d’alimenter la division en

toutes les utilités dont il a besoin, à savoir :

Les différentes qualités d’eau : eau filtrée, eau déminéralisée, eau d’alimentation. La vapeur MP (moyen pression). L’air comprimé . L’énergie électrique fournie par trois groupes turboalternateurs.

II.3 .Ateliers de production d’ACIDE PHOSPHORIQUE:

Les ateliers phosphoriques de la division MC ont été conçus pour la production d’un

acide titrant 54% en P2O5 selon les procédés PRAYON et RHÔNE-POULENC.

L’atelier PP.I dispose :

2 lignes 1/2, 3/4 de production d’acide phosphorique 30% (Filtres Prayon)

(720T en P2O5/H). 2 lignes de production d’acide phosphorique concentré 54%(CAP5 et

CAP6).


Une ligne de broyage du phosphate (NUB) Mon stage se déroule dans cette ligne.

L’atelier PP.II dispose :

Une ligne de production d’acide phosphorique 30%. 4 lignes de concentration d’acide phosphorique 54%.(CAP 2X,2Y,3X et 3Y) 2 unités de clarification d’acides phosphoriques 30% et 54%.

L’atelier traitement d’acide :

Regroupe les opérations de décadmiation, de désulfatation et de

défluorisation de l’acide 54% provenant de la division MP et de l’atelier PP2.

II.4 .Atelier de production des engrais T.S.P :

La Division Maroc Chimie dispose de deux lignes identiques de production

d’engrais TSP: la ligne Nord et la ligne Sud.

La fabrication des engrais TSP utilise le procédé Saint Gobin dont le principe est de

convertir le P2O5 des matières premières en matières fertilisantes. Ces matières premières

étant les phosphates broyés et l’acide phosphorique titrant 42% en P2O5.

CONCLUSION

Avec le développement de la concurrence dans le secteur des phosphates, la

réduction du coût de revient est devenu un très grand souci qui oblige une telle industrie à

déployer tous les efforts pour mener un développement durable et pertinent à tous les

niveaux. On se doit alors une politique d’efficacité afin de maîtriser le processus de

production et le flux énergétique, tout en préservant la majorité de la clientèle du

phosphate.


CHAPITRE PREMIER

ETUDE DE L’UNITE DE BROYAGE PP1


INTRODUTION L’unité de Broyage est mise en place essentiellement pour alimenter les deux lignes des

ateliers de fabrication du Triple Super Phosphate (TSP) en phosphate fin à une granulométrie de 80

micromètre.

I- LA NOUVELLE UNITE DE BROYAGE (NUB)

Le but du broyage est d’augmenter la surface d’attaque entre le minerai et l’acide

sulfurique. Le fait de créer une surface de contact plus grande qui a beaucoup d’influence

sur le déroulement et le rendement chimique des unités d’attaques-filtration ainsi que les

unités de fabrication de TSP.

Le broyage du phosphate présente des particularités :

Le broyage insuffisant conduit à une attaque très difficile et un temps de réaction très

élevé et un rendement plus bas.

Le phosphate sur broyé conduit au contraire à un degré de décomposition élevé qui se

traduit par des concentrations locales en acides, et provoque une attaque très poussée ce

qui permet d’augmenter la température et obtenir une semi– hydrate, responsable de la

mauvaise filtration du gypse.

Il faut donc concevoir un procédé de broyage qui respecte une répartition

granulométrique bien définie, en vue d’assurer un bon rendement chimique du procédé.

Processus du broyage : On distingue deux systèmes de broyage : Le broyage en circuit continue ouvert : Dans ce type de broyage, le produit passe une

seule fois dans le broyeur, ce qui exige une quantité excessive d’énergie ;

Le broyage en circuit continue fermée : C’est le système de broyage av ec

séparateur, le produit surdimensionné est retourné pour être broyé à nouveau.

Le système de broyage au sein de l’atelier PP1 est de type continu fermé, donc

pour bien comprendre ce système on va faire une description technique de broyeur et

séparateur utilisés à la NUB.


II. BROYEUR DE LA NUB

II.1.LES TYPES DE BROYEUR :

Ils existent plusieurs types de broyeurs :

Broyeurs à galets

Broyeurs cylindriques

Broyeurs à pendules

Broyeurs à boulets

Broyeurs à barres Le type du broyeur utilisé à l’atelier phosphorique 1 est celui à boulets.

II.2.PRINCIPAUX CARACTERISTIQUES :

Type : Broyeur à boulets

Longueur nominale : 8870 mm

Diamètre : 3600 mm

Vitesse de rotation : 16,8 tr/mn

Taux de remplissage : 30% environ

Puissance nominale : 1475 à 1500 kW (153 - 156 A)

Cadence nominale : 100 T/h à 10 % R 160 μm ,75 T/h à 20 % R 80 μm

Matière d’alimentation : Phosphate fritté

Granulométrie d’alimentation : 0-3mm

Humidité : 3% max

Densité apparente : 1,2 T/m3

II.3.MODE DE FOCTIONNEMENT DU BROYEUR

La matière à broyer arrive à travers le dispositif d’alimentation (1) pour être

broyé dans le tube broyeur rempli le 1/3 par des corps de broyage.

Le cylindre du broyeur (2), avec les deux parois frontales (3) et (4) vissées dessus, est logé

dans deux paliers à collet (5).

Le mouvement rotatif du broyeur entraîne les boulets qui roulent sur eux-mêmes collés à la

paroi du cylindre dans un mouvement ascendant à l’aide des plaques.


Lorsque les boulets atteignent une hauteur maximale, la force des poids est supérieurs à la

force centrifuge, les boulets quittent la paroi et tombent en chute libre, pour écraser les

particules de phosphate.

La matière broyée sort par la paroi de décharge (6) et passe dans la boite de sortie (7) qui

l’évacue sur le système de manutention aval.

La lubrification de la couronne dentée (8) et est assuré par le dispositif de pulvérisation de

graisse.

II.4.PROCEDE DE L’INSTALLATION (figure4 ) :

Le phosphate brut venant d’atelier PP2 est stocké dans 3 silos S1,S2 et S3.

Chaque silo est équipé d’un sas alvéolaire qui l’évacue à travers un aiguilleur vers la bande

03 qui l’achemine vers le transporteur vibrant 05, ce dernier alimente l’élévateur à godets

06 qui l’achemine soit vers le séparateur 09 soit directement vers la trémie de broyeur.

Une première sélection du phosphate, comme le montre la figure II.4 s’effectue

dans le séparateur dynamique (09) qui oriente la tranche inférieure à 200μm par la pompe

de transfert pneumatique (12) vers les silos 750T puis vers l’atelier Phosphorique AP. Le

refus du séparateur est acheminé dans une trémie, d’une capacité de 100 T, qui alimente le

broyeur à boulets.

1/3 Vide

1/3 Phosphate

1/3 Boulets

Figure 3 : Broyeur à boulets.


Actuellement, cette installation est hors service car l’unité d’attaque filtration AP

n’a pas besoin du phosphate séparé puisqu’elle peut utiliser le phosphate brut.

Par contre, le TSP doit être alimenté nécessairement par le phosphate séparé d’où le rôle de

l’installation du séparateur 25.

Le phosphate sortant du broyeur est transporté par l’élévateur (23) vers le

séparateur dynamique (25). Après cyclonage et dépoussiérage, il est transporté par la

pompe de transfert pneumatique (31) vers les silos 300T/1500T de l’atelier Engrais (TSP),

tandis que le refus revient vers le broyeur pour le recyclage.

Figure 4 : L’unité de Broyage PP1


III. LES SOUS ENSEMBLE DU BROYEUR

III.1.PALIER A COLLET :

Le tube broyeur repose dans deux paliers à collet par les tourillons de ses parois

frontales. Les paliers à collet sont conçus en tant que paliers lisses avec alimentation d’huile

sépare et isolée. Le palier à collet du coté entrainement sert de palier fixe.

Eléments principaux du palie à collet :

Partie inférieure du palier [1] Ouverture de montage [2] Coussinet [3] Blocage anti-rotation [4] Crochet de lavage [5] Partie supérieure du palier [6] Boite de distribution d’huile [7] Tôle de guidage d’huile [8] Volet de visite [9] Œillets de lavage [10]

Figure 5 : Palier à collet.


III.2.PARTIE INFERIEURE DU PALIER:

La partie inférieure du palier est conçue en tant que construction d’appui pour le

coussinet (1). Les deux blocages anti-rotation (2) vissées contre la partie inférieure

empêchent la rotation du coussinet durant le fonctionnement de la machine. L’ouverture de

visite (3) sert au montage et démontage au thermomètre à résistance électrique et au

contrôle des conduites d’huile sous pression. Le bouchon de vidange (4) sert à évacuer

l’huile usée en cas de vidange. Sur le coté de la partie inférieure du palier se trouvent les

raccords pour les conduites d’huile sous pression (5) pour le système de lubrification

forcée, l’arrivée pour l’eau de refroidissement (6) ainsi que la conduite de retour d’huile

(7). Les trous oblongs (8) dans la plaque d’assise permettent d’aligner le palier à collet

avec précision sur la plaque d’embase. Pour transporter ou soulever le palier à collet

complet, n’utiliser que les crochets de lavage(9).

Figure 6 : Partie inférieure du palier.


III.3.LE COUSSINET:

Le coussinet a un angle de contact de 120 C. La surface de portée et les surface

d’appui sont revêtues de métal blanc. Des poches d’huile (1) et (2) sont aménagées dans la

zone des orifices de sortie du système de lubrification forcée et dans les surfaces d’appui

latérales. Les deux canaux d’eau de refroidissement (3) sous la surface de portée assurent

la dissipation de la chaleur. Pour assurer une alimentation optimale de l’huile, une t ole de

guidage d’huile (5) est disposée sur le coté sortie du tourillon de la paroi frontale. Le

coussinet porte des raccords pour les éléments suivants: Lubrification forcée (6) (à gauche

ou à droite). Thermomètre à résistance électrique (7) Eau de refroidissement (8) ( au choix

alimentation par la gauche, évacuation par la droite ). La surface d’appui(9) bombée du

coussinet permet de compenser les variations angulaires éventuelles entre l’axe du tube

broyeur et la partie inférieure du palier.

Figure 7 : Les coussinets


III.4.PARTIE SUPERIEURE DU PALIER :

Pour faciliter le montage et le démontage, la partie supérieure du palier(1) est divisée

verticalement. Sur le coté sortie du tourillon de la paroi frontale se trouve le raccord pour le

système de lubrification par circulation d’huile (2) avec la boite de distribution d’huile (3). Au-

dessus de ce raccord se trouve un volet de visite (4) permettant de contrôler la lubrification par

circulation d’huile. Pour le montage et le démontage du coussinet, la partie supérieure du carter

porte des cintres de montage(6).

III.5.LES JOINTS D’ETANCHEITE:

Les joints d’étanchéité à deux lèvres (1) protègent le palier à collet contre la pénétration de

saletés et empêchement en même temps la sortie d’huile. Pour assurer un fonctionnement

optimal de l’installation, les joints à deux lèvres sont pressés contre le tourillon en rotation

de la paroi frontale au moyen de ressorts vermiculaires (2). Des lames d’étanchéité (3) sont

placées pour assurer l’étanchéité de toutes les brides du corps de palier.

Figure 8 : Partie supérieure du palier


CONCLUSION

Le phosphate brut sortant des silos de stockage à travers un sas alvéolaire est évacué à

l’aide de la bande F0A36 qui alimente l’un des deux élévateurs à godets F0A37A/B. Ce

dernier achemine le phosphate vers les deux tamis FA039A/B afin de séparer les grains

selon une maille de 2000μm. le passant représente le phosphate tamisé qui va être

manutentionner par la bande F0A44 vers le silos de l’unité AP1/2, et/ou la bande F0A45

(un volet de réglage est mise sur place pour cette raison) qui alimente à son tour le silo de

AP3/4. Le refus des tamis est orienté par les bandes 16, 17 et 18 respectivement vers la

trémie du tube broyeur de la NUB.

Figure 9 : Les joints d’étanchéités


CHAPITRE DEUXIEME

ANALYSE FONCTIONNELLE DU SYSTEME DE BROYAGE


I. DESCRIPTION

I.1. CADRE D’UTILISATION

Le cadre d’utilisation du système est industriel, donc j’ai déjà pris en compte des

contraintes en matière de coût, de maniabilité, de facilité d’utilisation, de sécurité, de durée

et de fréquence d’utilisation, de robustesse, d’efficacité…

I.2. BESOIN

L’unité de Broyage permet d’alimenter les deux lignes d es ateliers de fabrication

du Triple Super Phosphate (TSP) en phosphate fin à une granulométrie de 80 micromètre.

Phosphate

Brut

Phosphate

80 µm

Système de Broyage

Alimentation des deux lignes des ateliers de production du T.S.P en phosphate fin à une granulométrie de 80 µm

Figure 10 : Bete à corne du système.


I.3. TABLEAU FONCTIONNEL

Fonctions Services Fonctions Techniques Solutions Techniques

FS : Broyage de

Phosphate

FP1 : Vérification

Niveau bas atteint dans les silos de stockage du Ph

broyé.

Capteur de niveau

Pompe hydraulique

Unité de lubrification

Dosomètre.

Convoyeur à bande.

Elévateur à godet.

Transporteur vibrant.

Trémie et sas

alvéolaire.

Compresseur d’air.

Centrale de graissage

Ventilateur

Tube moteur Broyeur

Pompes pneumatiques.

Aéroglisseur.

Elévateur.

Séparateur 25.

Filtre 33.

Niveau haut atteint dans les silos de stockage du Ph brut.

FP2 : Lubrification

Lubrification des paliers à collets.

Lubrification du réducteur principal.

FP3 : Alimentation

Dosage du débit de Ph à broyé.

Démarrage de circuit de transfert du Ph brut vers le

broyeur. Ouverture de la vanne

d’alimentation du Ph brut

des silos de stockage.

FP4 : Broyage

Graissage de la couronne dentée.

Refroidissement de moteur du tube broyeur.

Démarrage du Broyeur.

FP5 :

Expédition

Ouverture des silos de stockage du Ph broyé.

Démarrage de la pompe d’expédition.

Vérification de la granulométrie du Ph broyé. Dépoussiérage du Ph broyé.

Tableau 1 : Tableau fonctionnel


II. SYSTEME AUTOMATISE

Notre système en question est commandé par l’automate programmable industriel

Allen Bradley, modèle PLC5/80, dont le langage de programmation est LADDER.cet.

Partie commande : Gérée par l’automate programmable industriel Allen

Bradley PLC5/80.

Partie opérative : sortie vers pré actionneurs et entrée de transmetteurs et

capteurs.

OPERATEUR

PARTIE COMMANDE

PARTIE OPERATIVE

Entrées Sorties

Figure 11 : composition d’un système de

production automatisé.


III. LE F.A.S.T

Silos de Ph Brut.

Silos de Ph Broyé.

Niv bas atteint

Niv haut atteint Vérification

Lubrification des paliers.


Ouverture des silos du Ph Brut.

Démarrage du circuit de transfert du Ph Brut.

Température < 60°

Lubrification

Ouverture des silos de stockage.

Dépoussiérage du Ph broyé.

Vérification de la granulométrie du Ph broyé


Expédition

Graissage et lubrification.

Refroidissement du moteur du tube Broyeur.

Démarrage du broyeur.

Broyage

Broyage du

Phosphate

Démarrage du circuit de transfert du Ph Brut.

Dosage de débit du Ph à broyé.

Alimentation

Figure 12 : Diagramme F.A.S.T


IV. LOGIGRAMME DE DEMARRAGE

Silos de Ph Brut.

Silos de Ph Broyé.

Lubrification des paliers.


Ouverture des silos du Ph Brut.

Circuit de transfert du Ph Brut.

Dosage de débit du Ph à broyé.

Graissage et lubrification.

Refroidissement du moteur du tube Broyeur.

Démarrage du broyeur.

Ouverture des silos de stockage

Dépoussiérage du Ph broyé.

Vérification de la granulométrie du Ph broyé


Broyage du

Phosphate

Figure 13 : Logigramme du procédé.


CHAPITRE TROISIEME

ETUDE DU SYSTEME DE LUBRIFICATION ET DE GRAISSAGE


INTRODUCTION

L’atelier PP1 (CIS/PC/PP1) est l’un des deux ateliers de production d’acide

phosphorique dans la division. Le procédé utilisé dans cet atelier est celui de PRAYON. Il

contient deux lignes quasiment semblables (AP1/2 et AP3/4) dont la capacité unitaire de

production est de 360 tonnes de P2O5 par jour.

I. ETUDE DE LE CENTRALE DE GAISSAGE

I.1. BUT DE GRAISSAGE

Le mouvement de deux pièces en contact produit un frottement, ce dernier se

transforme en chaleur qui provoque une perte d'énergie. Cet échauffement peut entraîner

une fusion partielle des pièces. Le graissage est donc nécessaire pour empêcher le contact

direct des pièces en mouvement.

I.2. GRAISSAGE DES PALIERS

I.2.1 Lubrification de la couronne dentée

La lubrification de la couronne dentée d’entrainement du tube broyeur durant la

marche de la machine est assurée par un système de pulvérisation de graisse.

Figure 14 : La centrale de graissage et l’unité de

pulvérisation.


La lubrification de la couronne dentée nécessite:

Pompe à fut à commande pneumatique (A)

Dispositif de protection contre la surpression avec manomètre (B)

Support avec treuil de lavage (C)

Conduite d’aire (D)

Conduite de graisse (E)

Unité de maintenance à air (F)

Unité de pulvérisation (G)

I.2.2 Unité de maintenance à air

On a les composantes principales de l’unité de graissage suivantes :

Filtre à air [1]

Contrôleur d’air comprimé [2]

Régulateur d’air comprimé avec manomètre [3]

Huileur à embrun [4]

Electrovanne 3/2 voies [5]

Bornier [6]

Figure 15 : Lubrification de la couronne dentée


I.2.3 Unité de pulvérisation : On a les composantes suivantes :

Séparateur d’eau [7]

Régulateur d’air comprimé avec manomètre [8]

Buses à jet large [9]

Filtre de lubrifiant [10]

Distributeur [11]

Interrupteur de fin de course [12]

L’unité de pulvérisation est installée sur la protection de la couronne dentée du

tube broyeur et elle est reliée à l’unité d’alimentation par la conduite de graisse et la

conduite d’air.

Les buses à jet large (9) pulvérisent le lubrifiant sur les profils d’engrènement du pignon.

L’interrupteur de fin de cours(12) veille à ce que le tube broyeur ne puisse être exploité

que si le volet est fermé et si les buses de pulvérisation sont en position de service

Figure 16 : Unité de maintenance à air


Figure 17 : Unité de pulvérisation

II- ETUDE DE CENTRALE HYDRAULIQUE

II.1 BUT DE LA LUBRIFICATION

La lubrification est un ensemble de techniques permettant de réduire le frottement,

l'usure entre deux pièces en contact et, en mouvement l'une par rapport à l'autre. Elle

permet souvent d'évacuer une partie de l'énergie thermique engendrée par ce frottement,

ainsi que d'éviter la corrosion.

II.2 LUBRIFICATION DE LA SEQUENCE DU BROYEUR

II.2.1 Alimentation en huile du palier à collet :

L’alimentation en huile lubrifiante du palier à collet (1) est assurée par un groupe isolé.

Le groupe d’alimentation en huile (2) comporte essentiellement les groupes de pompes pour la

lubrification par circulation d’huile (3) et la lubrification forcée (4) ainsi que le réservoir d’huile.


La lubrification par circulation d’huile (3) assure la lubrification de service du palier à collet.

La lubrification forcée (4) assiste la lubrification par circulation d’huile au démarrage et lors de la

marche au ralentissement du tube broyeur ainsi que durant le programme de marche par inertie et

la marche avec la commande auxiliaire.

La conduite de retour d’huile (5) reconduit l’huile du palier à collet au réservoir d’huile.

Le boitier d’affichage (6) porte des témoins lumineux pour le filtre d’huile , les indicateurs de

température et les manomètres pour l’indication de pression.

Le refroidissement de l’huile (7) et des coussinets (8) est assuré par des circuits d’eau de

refroidissement.

II.2.2 Réservoir d’huile (Figure 20)

Le remplissage du réservoir d’huile (1) s’effectue à travers le tub de remplissage

avec filtre de ventilation (28) du réservoir.

Le niveau d’huile peut ê tre contrôlé au moyen du verre- regard de l’indicateur de niveau

(29).

Figure 18 : Alimentation en huile du palier à collet (voir Annexe)


L’huile est mise à la température de service requise au moyen de thermoplongeur (3) et est

régulée par le thermostat (4).

Le thermomètre à résistance électrique (2) permet d’afficher la température de service de

l’huile sur l’écran du poste de commande.

Pour la vidange, purger l’huile usée via le robinet d’arrêt (30).

La quantité et la qualité d’huile à charger sont indiquées dans les instructions de

lubrification.

II.2.3 La lubrification par circulation d’huile

Lubrification par circulation d’huile assure l’alimentation du palier à collet en

huile de lubrification.

La pompe à engrenage (6) refoule l’huile. La deuxième pompe à engrenage (6) est installée

à titre de réserve pour éviter un arrêt de service en cas de défaillance d’une pompe.

Les clapets anti- retour (7) ne laissent passer l’huile que dans un seul sens et empêchent

ainsi l’alimentation mutuelle des pompes.

Figure 19 : Lubrification par circulation

d’huile.


II.2.4 La suspension

La lubrification forcée assiste la lubrification par circulation d’huile au démarrage

et lors de la marche au ralentissement du tube broyeur ainsi que durant le programme de

marche par inertie et la marche avec la commande auxiliaire.

La pompe à pistons (20) refoule de l’huile dans les poches à huile du coussinet à travers

deux circuits séparés l’in de l’autre.

En même temps, les tourillons des parois frontales du tube broyeur sont relevés

uniformément, ce qui réduit la résistance au démarrage et évite un frottement mixte.

Les limiteurs de pression (21) limitent la pression de service sur 350 bar. La pression de

service peut être relevée sur les deux manomètres (22) sur le boitier d’affichage.

Les contrôleurs de débit (2) surveillent la pression d’huile mini requise.

Les clapets anti- retour (24) empêchent l’huile de quitter la couche d’huile portante du

coussinet après l’arrêt de la lubrification forcée.

Les filtres haute pression (19) séparent les matières solides.

Les témoins de contrôle (19.1) sur le boitier d’affichage s’allument lorsque le débit d’huile

est insuffisant.

Les contrôleurs de débit (25) contrôlent les débits d’huile.

Les témoins de contrôle s’allument lorsque le débit d’huile est insuffisant.

Figure 20 : Lubrification forcée


II.2.5 Refroidissement des coussinets (figure 22)

Le coussinet est équipé de 2 canaux d’eau de refroidissement disposés en

dessous de la surface de portée. Le passage de l’eau de refroidissement assure la

dissipation de la chaleur.

Le distributeur 2/2 voies (26) laisse passer l’eau de refroidissement en fonction de

la température.

Le débit de l’eau de refroidissement est réglable au moyen de la valve de réglage manuelle

(17).

II.2.6 Refroidissement d’huile

Le refroidisseur d’huile à eau (13) refroidit l’huile en fonction de la température

des coussinets.

La température des coussinets est surveillée par les thermomètres à résistance électrique (27)

Lorsque la température des coussinets atteint le seuil maxi réglé sur 60 C, le distributeur

2/2 voies (14) ouvre le passage à l’eau de refroidissement.

La valve de réglage manuel (18) permet de régler le débit de l’eau de refroidissement.

Figure 21 : Refroidissement d’huile et des coussinets.


CHAPITRE QUATRIEME

ETUDE DES DIFFERENTES SECURITES DE LA SEQUENCE DU BROYEUR


INTRODUCTION

La sécurité de la séquence du broyeur est assurée par un ensemble de procédures et dispositifs de contrôles qui maintient et garantit le bon fonctionnement de la chaine de production.

I. SECURITE BROYEUR

I.1 DISPOSITIFS DE CONTROLE D’ALIMENTATION EN HUILE

Les éléments suivants sont installés pour contrôler et assurer le fonctionnement

parfait des paliers à collet :

Groupe d’alimentation d’huile

Le réservoir d’huile

Dispose d’un ver-regard avec repère de niveaux mini et max.

Boitier d’affichage local

Le boi tier d’affichage local, installé à proximité du palier à collet, porte les

éléments de contrôle suivants :

indicateur de température palier à collet

manomètre lubrification par circulation d’huile

manomètre lubrification forcée

témoin lumineux colmatage du filtre d’huile

témoin lumineux contrôleur de débit pour circulation d’huile

témoin lumineux filtre haute pression

Des dispositifs à étranglement réglables protègent les manomètres de coups de bélier

éventuels

Palier à collet

Contrôleur de débit pour la lubrification forcée avec témoins lumineux

Contrôleur de débit pour la lubrification par circulation d’huile


Poste de commande

Toutes les signalisations de défaut s’affichent sur l’écran du poste de commande .

I.2 FONCTIONNEMENT DE LA SEQUENCE DU BROYEUR :

Le démarrage de la séquence Broyage se déroule automatiquement de la façon suivante :

Le compresseur d’air ROLLAIR

La pompe de graissage de la couronne dentée

Le ventilateur de refroidissement du moteur du tube broyeur

Le démarreur

Le tube broyeur

Le dosomètre d’alimentation

Il est à noter que le démarrage du broyeur n’est permis qu’après 300 secondes de l’instant

de démarrage de cette séquence

Les conditions de démarrage du tube broyeur sont :

- Réchauffage d’huile

- Mise en marche de la lubrification par circulation d’huile

- Mise en marche de la lubrification forcée

La lubrification forcée doit être enclenchée au moins deux minutes avant la mise en

marche du tube broyeur et doit rester en marche pendant encore au moins deux minutes

après l’arrêt du broyeur.

I.3 SEUILS DE SECURITE

Ce tableau détermine les seuils de sécurité principaux à respecter pour avoir un bon

fonctionnement du broyeur et éviter en même temps les pannes dangereux qui peuvent

démunie le rendement de l’installation.


Tableau 2 : Seuils de sécurité


II. LOGIGRAMME DE SECURITE BROYEUR

30°<Température du palier Av <90°C

63°<Température du palier Ar <90°C

55°<Température du bobinage <90°C

55°< Température d’huile <90°C

Pression d’huile = 2.5 bars

Pression d’air de pulvérisation de

graisse = 6 bars

Pression de graissage = 15 bars

48°<Température d’huile <70°C

Pression d’huile de lubrification libre =4.5 bars

Pression d’huile de lubrification Forcée = 100bars

50< Ecoute broyeur <54%

8< Vibration < 12 mm/s

Bon fonctionnement du Broyeur

Figure 22 : Logigramme de sécurité Broyeur


CONCLUSION GENERALE

Au therme de ce travail qui a été un véritable champ d’application, les dualités

entre la théorie et la pratique ont été mise en évidence. Donc, l’intérêt du thème qui

concerne :

Etude de la centrale de graissage Etude de la centrale hydraulique Etude des différentes sécurités de la séquence du broyeur

L’intérêt de cette étude, en plus de sa faisabilité technique, est de présenter une

action préventive qui a comme objectif, la maintenabilité de la production et l’amélioration

de la disponibilité de la NUB, ce qui va assurer la réussite du projet IQLAA (Décollage)

lancé par l’OCP au niveau de l’atelier PP1

Ce travail a été aussi pour moi l’occasion d’acquérir de nouvelles connaissances et

de développer mes compétences. La recherche des informations m’a obligé de sortir du

cadre de travail habituel et aller à la rencontre des personnels ce qui m’a permis de

développer mes aptitudes relationnels et humaines.


Bibliographie

Krupp Fördertechnik : Documentation technique.

Rockwell Automation : Allen Bradley API


ANNEXE


Réservoir d’huile [1] Thermomètre à résistance électrique [2] Thermoplongeur [3] Thermostat [4] Moteur électrique [5] Pompe à engrenages [6] Clapet anti-retour [7] Limiteur de pression [9]


Distributeur à 3 /2 voies [10] Filtre double commutable [11] Manomètre [12] Refroidisseur d’huile à eau [13] Distributeur à 2/2 voies eau [14] Contrôleur de débit [15] Moteur électrique [16] Robinet d’isolement [17] Robinet d’isolement [18] Filtre haute pression [19] Pompe à pistons [20] Limiteur de pression [21] Manomètre [22] Manostat [23] Clapet anti-retour [24] Contrôleur de débit [25] Distributeur à 2/2 voies eau [26] Thermomètre à résistance électrique [27] Tub de remplissage [28] Verre-regard [29] Robinet d’arrêt [30]

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Rapport de Stage - · PDF fileGroupe OCP – Maroc Chimie Rapport de Stage Avril 2012 1 AUTEUR : El mostafa EL BOUDALI 15, Place Clemenceau, 64200, BIARRITZ 0687 02 46 51