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Devenez un expert dans la gestion de l’usure par abrasion forte / sous pression
Comme évoqué dans notre article “ Les 10 types de sollicitations qui impactent vos coûts d’usage”, 67% des cas d’usure dans l’industrie minérale sont liés aux phénomènes d’abrasion.
La première étape dans l’industrie minérale est l’extraction du minerai. Cette étape nécessite l’emploi de nombreuses solutions offrant une bonne résistance à l’abrasion.
Une fois le minerai extrait, il subit invariablement une réduction de taille nécessaire à son exploitation ultérieure. Pour réaliser la réduction primaire, il existe de très nombreux moyens comme le concassage ou la percussion pour réduire la taille des minerais :
Concasseur giratoire
Concasseur à marteaux
Concasseur à joue
Pour réaliser la réduction secondaire, on va plutôt utiliser des broyeurs (roller press, broyeurs à axes verticaux, broyeurs à boulets, broyeurs verticaux, etc).
Concassage, broyage et impact
Rechargement en cours d’un concasseur dans nos ateliers Integra™
Pour réaliser la réduction secondaire, on va plutôt utiliser des broyeurs (roller press, broyeurs à axes verticaux, broyeurs à boulets, broyeurs verticaux, …).
Ce qui différencie le concassage et le broyage de la percussion est la notion de vitesse transmise au minéral pendant l’opération de fragmentation.
La percussion met toujours en œuvre un rotor tournant à grande vitesse, équipé de marteaux ou de battoirs, qui transmettent une très grande énergie au matériau lui-même permettant sa fragmentation au moment du contact entre le marteau ou le battoir avec le matériau ou du contact des matériaux entre eux ou contre l’enclume.
Le broyage et le concassage, quant à eux, font appel à une énergie de pression sur les matériaux à fragmenter. Pour ce faire, deux parties métalliques prennent en sandwich le matériau à broyer et y exercent une très forte pression. La conséquence de cette pression est d’une part un contact très fort exercé par le minéral sur les surfaces métalliques et d’autre part un contact intime du matériau sur lui-même.
Cette pression sur le minerai permet la fragmentation. La pression sur les surfaces métalliques génère l’abrasion. Au plus le minéral est dur (voir page 32 de notre brochure “Les fondamentaux du rechargement dur par fusion”) et présente un facies angulaire, au plus les phénomènes d’usure par abrasion seront importants.
Dans la réduction primaire comme dans la réduction secondaire, de nombreux phénomènes d’abrasion interviennent sur les différents composants des installations et impactent leur résistance.
Exemple: Broyeur vertical
Prenons l’exemple d’un broyeur vertical susceptible de broyer des matériaux tendres (calcaire) et des matériaux très abrasifs (charbon à fort taux de silice ou laitier de haut fourneau).
Pour fonctionner, un broyeur vertical est équipé de galets placés à la verticale qui tournent en vis-à-vis d’une table rotative.
Le matériau à broyer est introduit par le centre du broyeur et est réparti entre les galets et la table par l’effet centrifuge donné par la rotation de celle-ci.
L’action combinée du poids des galets et la pression mécanique appliquée permet le broyage. En termes de résistance à l’abrasion, la zone d’introduction a une meilleure résistance aux phénomènes d’abrasion sévères que la zone de sortie (diamètre extérieur de la piste).
Cela s’explique par une pression plus faible et qu’à cet endroit-là le lit de matière est essentiellement constitué de matières de plus grosse dimension, limitant ainsi un déplacement à haute vitesse des particules.
Galet usé
Conditions de fonctionnement des broyeurs verticaux
Les particularités de fonctionnement des broyeurs verticaux sont la présence et l’épaisseur du lit de matière emprisonné entre les galets et la piste. Pour un broyeur à cru on peut avoir un lit de matière dépassant les 300mm d’épaisseur et pour un broyeur à laitier ou à clinker, le lit de matière se limitera à 50 ou 80mm d’épaisseur.
Le lit de matière constitue donc un produit abrasif et augmente énormément les phénomènes d’usure au contact des éléments broyant car celui-ci se comporte comme un fluide avec des vitesses relatives importantes. Le maximum de vitesse étant atteint dans la zone de sortie ; l’abrasion y sera alors la plus importante.
Si on associe pression, abrasivité et vitesse, on obtient un cocktail explosif eu égard aux phénomènes d’abrasion sévères à très sévères.
Galet en cours de rechargement
Quelles solutions utiliser pour lutter contre cette abrasion sévère sous pression ?
Test d’usure ASTM G-65
Les solutions de lutte contre les phénomènes d’abrasion sous pression sont toujours des solutions de revêtement à base de produits métalliques offrant une excellente résistance à l’abrasion susceptibles de résister à la fois aux contraintes mécaniques, liées à la pression, et aux contraintes d’abrasion en surface liées aux produits broyés.
Les solutions mécano soudées ou de fonderie sont parfaitement adaptées aux sollicitations mécaniques et présentent une résistance limitée à l’abrasion. Afin d’augmenter cette résistance à l’abrasion, un traitement de surface via une opération de soudage par rechargement dur est tout à fait adapté.
Welding Alloys dispose d’une gamme d’alliages de soudage à nulle autre pareille permettant de proposer à ses clients la meilleure solution de résistance à l’abrasion et donc de durabilité. Cette solution par soudage est surtout la meilleure solution économique et écologique. Cette solution anti abrasion sur-mesure prend en compte l’ensemble des problématiques à savoir les périodes de maintenance, l’optimisation du rendement, la réduction de la consommation énergétique.
Et si vous aussi vous voulez découvrir comment Welding Alloys appréhende les problématiques de résistance à l’abrasion, de baisse de rendement, de baisse de qualité du produit broyé, d’augmentation de la consommation d’énergie et de l’empreinte écologique, contactez-nous.
Les alliages de soudage principalement utilisés pour maintenir en état et permettre une meilleure résistance à l’abrasion d’un broyeur vertical font partie de la famille des HARDFACE. Dans le cadre de nos prestations de services Integra™ la gamme spécifique que nous mettons en œuvre est notre gamme dédiée baptisée Integra™ Mill.
Outre cette gamme, Welding Alloys propose une solution innovante faisant appel à l’introduction en phase liquide de particules de céramiques dans le dépôt soudé. Cette technologie nommée MillCarb™ permet d’obtenir des résultats inégalés en termes de durée de vie et de résistance à l’abrasion des pièces.
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