Rebroyage en circuit fermé : la boucle des refus décide du débit et du prix

Ce que la boucle évite : le surbroyage

Dans un broyage en passage unique, la particule qui a atteint sa cible reste dans la zone de broyage jusqu’à sortir par entraînement : elle y est cassée encore, puis encore, en pure perte. Le circuit fermé interrompt cette loterie : le flux d’air emporte la poudre, le classifieur décide, seul le grossier redescend dans la chambre. La conséquence est double : moins d’énergie par tonne conforme, et une distribution resserrée, puisque la traîne fine cesse d’être alimentée par des grains surbroiés.

Encore faut-il que la décision du séparateur soit nette. Un classement flou laisse partir des gros au produit — défaut qualité — et revenir des fins aux refus — défaut coût. La boucle ne vaut pas par son existence, mais par la sélectivité de son tri.

Trois grandeurs décrivent la boucle

Le taux de recirculation d’abord : le rapport entre la masse de refus et l’aliment neuf. En semi-fin sur séparateur externe, il tient couramment entre 1 et 2,5 ; il monte davantage sur les cibles fines, où le séparateur renvoie une part croissante de ce qu’il reçoit. La taille de coupure ensuite, calibrée par la vitesse du rotor et le tirage d’air, qui doit se lire comme une cible de production, pas comme un réglage de confort. Enfin la courbe de partage, établie sur trois échantillons — alimentation du séparateur, produit, refus —, dont on retient trois nombres : la coupure, la netteté du passage, et le court-circuit de grossiers filant au produit.

Le bilan matière, seul langage commun

Prenons un circuit semi-fin mené à 30 t/h d’aliment neuf, avec un classement renvoyant 60 t/h de refus. Le broyeur travaille 90 t/h pour en sortir 30 conformes : deux tiers de sa besogne sont de la reprise. Sur ces 60 t/h de refus, une analyse montre 12 t/h déjà sous la cible de finesse — ces tonnes-là sont broyées deux fois pour rien, et l’équivalent d’un sixième de l’énergie du circuit part en surbroyage. La courbe de partage du séparateur, pas la puissance du broyeur, décide de cette facture.

Quand la boucle s’emballe

La boucle a une inertie : ce qui y entre met minutes à en sortir. Si l’aliment durcit ou si le classement se décale, les refus croissent, la zone de broyage s’épaissit, le courant monte, le débit de produit baisse — et le réflexe consistant à augmenter l’alimentation aggrave l’engorgement au lieu de le résorber. La sortie de crise est inverse : réduire l’aliment, purger une partie des refus accumulés, laisser la boucle se vider à géométrie constante, puis identifier la cause. Une boucle qui redémarre sans purge revient dans le même état en une journée.

Quatre perturbations, quatre signatures

La première est l’humidité de l’aliment : elle colmate les aubes du classifieur et le filtre, le tirage d’air chute, les refus grossissent sans que la dureté de la roche ait changé. La deuxième est la granulométrie d’entrée : un concassage défaillant qui passe 0/25 mm en 0/60 mm épaissit le lit et déséquilibre le classement vers le bas. La troisième est l’usure du séparateur : palettes ou grille touchées, la netteté se dégrade lentement, et seul le relevé périodique des trois échantillons le montre. La quatrième est le dépoussiérage : un colmatage côté aspiration réduit le débit d’air, et le circuit perd ses fines par le refus au lieu de les lui rendre.

Le décodage se fait sur enregistrements, pas à l’œil :

• Le courant du broyeur en continu : le premier indicateur de la masse en boucle.
• Le débit d’air et la perte de charge du circuit : la signature du colmatage.
• Le relevé des trois flux du séparateur, au moins hebdomadaire : seul témoin de la netteté.
• La température en sortie de machine : elle trahit le surbroyage avant le laboratoire.

Boucle intégrée, boucle externe : deux tempéraments

Le broyeur à séparation externe — tamis ou classifieur suivi d’un retour par réélévateur — est bavard : on pèse ses refus, on les observe, on corrige. Le vertical à classement intégré est plus discret : une partie de la recirculation se fait dans la chambre même, le cône de refus rendant à la table une matière qu’on ne compte pas facilement. Sa boucle est plus courte, donc plus réactive aux consignes, mais elle pardonne mal l’humidité et les surdimensions : un lit de matière épais décroche le broyage avant que les courants n’aient eu le temps d’alerter. En cible très fine, sur l’une comme sur l’autre architecture, la masse reprise dépasse de plusieurs fois l’aliment neuf : le débit utile n’est plus qu’une fraction de la masse remise en circulation, et le rendement du classement devient la variable économique dominante.

C’est là que le circuit fermé se distingue d’un simple tour de machine : il transforme le séparateur en organe de production. Avant de toucher au broyeur, on touche au tri.