Un broyeur à billes est un cylindre horizontal partiellement rempli de billes d’acier (ou parfois d’autres formes) qui tourne sur son axe, conférant une action de culbutage et de cascade aux billes. Les matériaux alimentés par le broyeur sont broyés par impact et broyés par attrition entre les billes.
Les supports de broyage sont généralement en acier à haute teneur en chrome. Les grades plus petits sont parfois cylindriques (« pebs ») plutôt que sphériques. Il existe une vitesse de rotation (la « vitesse critique ») à laquelle le contenu du broyeur passerait simplement sur le toit du broyeur en raison de l’action centrifuge.
La vitesse critique (tr/min) est donnée par :nC= 42,29/√doùdest le diamètre intérieur en mètres. Les broyeurs à billes fonctionnent normalement à environ 75 % de la vitesse critique, de sorte qu’un broyeur de 5 mètres de diamètre tournera à environ 14 tr/min.
Le broyeur est généralement divisé en au moins deux chambres (bien que cela dépende de la taille de l’entrée d’alimentation - les broyeurs, y compris une presse à rouleaux, sont principalement à chambre unique), ce qui permet l’utilisation de différentes tailles de supports de broyage. De grosses billes sont utilisées à l’entrée, pour écraser les nodules de clinker (qui peuvent avoir plus de 25 mm de diamètre). Le diamètre de la bille est ici compris entre 60 et 80 mm. Dans un broyeur à deux chambres, les milieux de la deuxième chambre sont généralement compris entre 15 et 40 mm, bien que des milieux allant jusqu’à 5 mm soient parfois rencontrés. En règle générale, la taille des supports doit correspondre à la taille du matériau broyé : les grands milieux ne peuvent pas produire les particules ultra-fines requises dans le ciment fini, mais les petits milieux ne peuvent pas casser les grosses particules de clinker. Des moulins avec jusqu’à quatre chambres, permettant une ségrégation étroite de la taille des supports, étaient autrefois utilisés, mais cela devient maintenant rare. Les alternatives aux broyeurs à chambres multiples sont:
paires de moulins, fonctionnant en tandem, chargés de supports de différentes tailles.
l’utilisation d’une technologie de remplacement (voir Presses à rouleaux ci-dessous) pour écraser le clinker avant le broyage fin dans un broyeur à billes.
Un courant d’air traverse le moulin. Cela aide à garder le moulin au frais et élimine l’humidité évaporée qui, autrement, provoquerait une hydratation et perturberait l’écoulement des matériaux. L’air d’échappement poussiéreux est nettoyé, généralement avecfiltres à manches.
