Prolonger la durée de vie des revêtements de concasseur à cône

Dans l'environnement financier actuel, la base de coûts est une considération importante pour une entreprise d'extraction efficace, ainsi que les prix d'usure associés aux concasseurs à cône peuvent être un centre de dépenses important. Cet article décrit une technique pour réduire les prix d'usure en rechargeant les chemises de broyeur. Bien que ce processus ne soit pas nouveau sur le marché des carrières, ce n'est pas la norme, car plusieurs sceptiques l'ont essayé dans le passé avec des souvenirs amers. Néanmoins, le processus a été développé au cours des dernières années et peut bien fonctionner dans les applications appropriées.

Les concasseurs à cône fonctionnent en introduisant de la roche dans le haut de la chambre du concasseur. La chambre est garnie de composants d'usure, de pièces d'usure du concasseur à cône, à savoir le manteau et les contre-batteurs. Au fur et à mesure que la pierre tombe à travers la chambre étranglée, l'écrasement est atteint lorsque le mouvement du manteau provoque des pressions compressives et abrasives pour agir sur la pierre et également sur le revêtement de la vaisselle, endommageant la roche.

Les revêtements sont fabriqués à partir d'acier au manganèse plutôt qu'en acier normal, car le matériau au manganèse offre une sécurité contre l'abrasion (l'acier normal a généralement une tolérance d'utilisation inférieure à celle requise par les obligations d'écrasement). Selon la roche concassée, la part de manganèse dans les revêtements peut différer d'environ 12 à 23 %. Des précautions doivent être prises tout au long du choix, car un manganèse insuffisant ne protégera pas la doublure, tandis qu'un excès peut conduire à une fragilité de la doublure, provoquant une défaillance non pas par usure mais par fracture. Dans les deux cas, le coût du manganèse peut être considérable mais, comme le montrera cet article, il peut être réduit.

Avec une utilisation continue, la structure cristalline de l'acier au manganèse change, devenant plus dense. Cela se produit lorsque la pierre concassée est forcée contre le revêtement, ce qui l'amène à « s'endurcir ». Le manganèse « vert » commence à environ 25 Rockwell (250 Brinell) et peut atteindre une dureté d'environ 60 Rockwell (660 Brinell) après une période d'écrouissage.

Sélection de doublure

Lors de la sélection d'un broyeur, le revêtement du bol varie également en type :

• Grossier : large ouverture d'entrée
• Moyen : ouverture d'entrée moyenne
• Fine : petite ouverture d'entrée

Encore une fois, la sélection dépend du produit requis et de la matière première. La consultation des fabricants est essentielle, certains d'entre eux fourniront des installations de conception par ordinateur et offriront des services d'analyse d'usure à la fois sur leurs propres concasseurs et sur d'autres marques, tel est le niveau de concurrence.

Sélection de broyeur

La sélection correcte de la chambre de concassage est cruciale lors de l'installation d'un concasseur à cône. Le rapport de réduction, qui à son tour détermine le produit fabriqué, dépend de la chambre choisie. De plus, le réglage du côté fermé (l'espace où l'écrasement maximal est atteint) affecte à la fois l'usure et le produit fabriqué. Par exemple, si une unité standard est utilisée au lieu d'une tête courte, une réduction du produit fin se produit, entraînant une recirculation et, par conséquent, une usure accrue.

Les caractéristiques des principaux types de chambre sont :

Standard : angle moins prononcé qu'une tête courte avec une face de broyage plus longue. Convient pour une plus grande taille d'alimentation, généralement +100 mm, avec une large courbe de calibrage d'alimentation. Convient pour une utilisation en tant que broyeur secondaire mais, si une alimentation plus petite est introduite, peut devenir sensible au bourrage/blocage.

Tête courte : angle plus raide qu'un standard avec une face de broyage plus courte. Convient aux petites tailles d'alimentation, généralement -100 mm, avec une courbe de calibrage d'alimentation courte. Convient pour une utilisation en tant que concasseur tertiaire mais n'accepte pas une grande taille d'alimentation en raison de sa plus petite ouverture d'alimentation.

Rechargement

Afin d'éviter l'usure des chemises pendant la période initiale d'écrouissage, des entrepreneurs spécialisés peuvent revêtir les chemises d'une surface protectrice. Ce processus doit être effectué avec beaucoup de soin car les chemises en manganèse peuvent se déformer et/ou rétrécir au cours du processus, provoquant un mauvais ajustement dans le broyeur. Les petites distorsions ne sont généralement pas un problème dans les concasseurs utilisant un composé de support, car le matériau de support compense ces irrégularités. Pour appliquer le revêtement protecteur, le liner est placé sur un plateau tournant et soigneusement préchauffé. Un cordon de carbure de chrome de 3 mm d'épaisseur est soudé sur le liner lors de la rotation de la table. Les zones nécessitant un traitement sont déterminées par le modèle d'usure sur un ensemble normal de revêtements et en expérimentant les modèles d'usure résultants sur les revêtements traités. Le rechargement dur peut donner aux revêtements un revêtement protecteur allant jusqu'à 62 Rockwell jusqu'à ce qu'il soit usé, mais à ce moment-là, le manganèse devrait avoir durci à sa dureté maximale d'environ 60 Rockwell.

Lors d'essais entrepris à Quartzite Quarry, le manteau d'un concasseur standard de 3 pieds Nordberg avait une épaisseur de rechargement dur de 3 mm appliquée de haut en bas, recouverte d'un autre 3 mm du milieu vers le bas, avec un autre 3 mm près du bas (c'est-à-dire une épaisseur totale de 3 mm où la pierre entre dans le concasseur, 6 mm là où l'écrasement est apparent et 9 mm au point de décharge). L'usure n'était pas aussi mauvaise sur le revêtement du bol, il a donc été traité avec une seule épaisseur de 3 mm sur toute sa surface. La pierre en cours de traitement était un quartzite avec une teneur en silice de 85 %, un PSV de 65 et un AAV de 2.

Incidences sur la santé et la sécurité  

Sur la plupart des concasseurs à cône, des revêtements en manganèse rugueux sont montés sur l'ensemble de tête et concaves à l'aide d'un matériau époxy communément appelé support de broyeur. L'exposition à ce matériau de support est connue pour entraîner des cas de sensibilisation, une condition qui peut conduire à des réactions allergiques violentes lors d'une exposition minute, provoquant une éventuelle insuffisance respiratoire. Toute réduction des changements de pièces d'usure réduira non seulement l'exposition aux composés de support (une amélioration des conditions de travail des employés requise par le COSHH), mais réduira également l'utilisation de grues ou de treuils aériens, réduisant ainsi davantage la fréquence des situations potentiellement dangereuses. Certains concasseurs à cône n'utilisent pas de support mais ont à la place des chemises moulées avec précision et usinées. Des travaux visant à réduire l'usure de ceux-ci ont été effectués mais ne sont pas abordés dans cet article.

L'une des sources d'usure les plus courantes est la teneur en silice de la pierre concassée.

La roche à faible teneur en silice, par exemple le calcaire de bonne qualité, n'entraîne normalement pas de coûts d'usure élevés, alors que la roche qui contient une forte teneur en silice, par exemple le grès, le sable et le gravier, etc., le fait invariablement. Le problème survient généralement dès que les chemises sont installées, le manganèse étant usé avant qu'il n'ait eu la chance de durcir. Les coûts d'usure qui en résultent peuvent être considérables, car de nouveaux revêtements, des grues, des installateurs et les temps d'arrêt associés sont généralement tous impliqués.

Mr. Nick Sun     [email protected]