Qu'est-ce qu'un broyeur ?
Avant de découvrir tous les différents types de concasseurs, nous devons savoir ce qu'est un concasseur et à quoi il sert. Un concasseur est une machine qui réduit les grosses roches en roches plus petites, en gravier ou en poussière de roche. Les concasseurs sont principalement utilisés dans les industries minières et de la construction, où ils sont utilisés pour briser de très grosses roches et rochers en morceaux plus petits. Les concasseurs sont également couramment utilisés pour des travaux tels que le broyage de l'asphalte pour des travaux routiers ou des projets de démolition. Les concasseurs sont disponibles dans une grande variété de tailles et de capacités, depuis les petits concasseurs à mâchoires qui coûtent le même prix qu'un camion neuf jusqu'aux très grands concasseurs à cône qui coûtent des millions de dollars. Avec tout ce choix, vous voudrez vous assurer que celui que vous choisissez possède la puissance et les capacités nécessaires à votre projet spécifique. Dans la plupart des cas, avoir un concasseur à votre disposition peut vous faire gagner beaucoup de temps et de main d'œuvre puisque vous n'aurez pas à broyer manuellement autant de matériaux vous-même. Cela en fait un atout inestimable pour quiconque a besoin de broyer des matériaux rapidement et efficacement.
Bref historique des concasseurs
Le premier brevet américain pour une machine de concassage de roches date de 1830. Sa technologie clé était le concept du marteau à chute, que l'on retrouve dans le célèbre broyeur à timbres, qui sera à plusieurs reprises lié à l'âge d'or de l'exploitation minière. Dix ans plus tard, un autre brevet américain a été délivré pour un concasseur à percussion. Le concasseur à percussion primitif était constitué d'une boîte en bois, d'un tambour cylindrique en bois, auquel étaient fixés des marteaux en fer. Bien que ces deux brevets aient été accordés, aucun des deux créateurs n’a jamais commercialisé son invention.
Eli Whitney Blake a inventé, breveté et vendu le premier véritable concasseur de roche en 1858, il était connu sous le nom de Blake Jaw Crusher. Le broyeur de Blake a eu une telle influence que les modèles actuels sont encore comparés à ses créations originales. En effet, le broyeur à mâchoires Blake intègre un principe mécanique clé – la tringlerie à bascule – un concept que les étudiants en mécanique connaissent bien.
En 1881, Philetus W. Gates a obtenu un brevet américain pour son appareil reprenant les idées de base des concasseurs giratoires d'aujourd'hui. En 1883, M. Blake a mis M. Gates au défi de broyer 9 mètres cubes de pierre dans le cadre d'un concours pour voir quel concasseur terminerait le travail le plus rapidement. Le concasseur Gates a terminé la tâche 40 minutes plus tôt !
Les concasseurs giratoires Gates ont été préférés par l'industrie minière pendant près de deux décennies jusqu'au début du siècle, vers 1910, lorsque les concasseurs à mâchoires Blake ont connu un regain de popularité. La demande de concasseurs à mâchoires à grande bouche est montée en flèche à mesure que l'industrie a commencé à comprendre leur potentiel en tant que concasseurs primaires dans les carrières de roche. Grâce à la recherche et au développement de Thomas A. Edison, des machines géantes ont été innovées et implantées partout aux États-Unis. Des concasseurs à mâchoires de plus petite taille ont également été développés comme concasseurs secondaires et tertiaires.
Les études d'Edison dans le domaine de l'exploitation minière et du concassage ont laissé un héritage qui a amélioré à jamais la façon dont les grosses roches et les matériaux sont réduits.
Le concassage est le processus de réduction ou de décomposition d’un matériau de plus grande taille en un matériau de plus petite taille. Il existe quatre façons de base d’écraser.
Impact : Collisions instantanées de gros objets les uns contre les autres avec du matériau placé entre les deux. Les deux objets peuvent être en mouvement ou l’un peut rester immobile tandis que l’autre le heurte. Il existe deux principaux types de réduction d’impact : la gravité et la dynamique.
Attrition : Frottement du matériau entre deux surfaces solides. Il s'agit d'une méthode appropriée pour réduire les matériaux moins abrasifs, car elle consomme moins d'énergie pendant le processus. Des matériaux robustes ne seraient pas aussi efficaces.
Cisaillement : généralement combiné à d’autres méthodes de réduction, le cisaillement utilise une méthode de parage et est utilisé lorsqu’un résultat grossier est souhaité. Cette méthode de réduction est souvent observée lors du concassage primaire.
Compression : Élément mécanique clé des concasseurs à mâchoires, la compression réduit les matériaux entre deux surfaces. Idéal pour les matériaux très durs et abrasifs qui ne conviennent pas aux broyeurs à attrition. La compression ne convient pas à tout ce qui est collant ou gommeux.
Le choix du bon type de méthode de concassage dépend à la fois du type de matériau que vous décomposez et du produit souhaité. Ensuite, vous devez décider quel type de concasseur est le mieux adapté au travail. Garder à l’esprit la consommation d’énergie et l’efficacité est toujours une considération primordiale. L’utilisation d’un mauvais type de concasseur peut entraîner des retards coûteux et consommer plus d’énergie que prévu pendant le processus.
Quels sont les différents types de broyeurs ?
Il existe de nombreux types de concasseurs, des concasseurs à mâchoires aux impacteurs en passant par les concasseurs à cône. Le concassage est un processus polyvalent et le type de concasseur dont vous avez besoin dépend du « stade » du concassage. Les trois principales étapes du concassage sont primaire, secondaire et tertiaire, qui présentent toutes leurs propres avantages. Le concassage primaire consiste à utiliser un gros objet comme force initiale pour briser des roches et des rochers très gros et durs en morceaux plus petits avant de passer à l'étape secondaire. Le concassage secondaire décompose encore plus les matériaux avant de passer au niveau tertiaire, ce qui donne un produit encore plus fin qui peut ensuite être utilisé dans divers projets industriels. Chaque type de concasseur pour chaque étape spécifique de concassage est expliqué plus en détail ci-dessous.
Équipement de concassage primaire
Comme son nom l’indique, ce type de broyage est le premier du processus. Les matériaux tout-venant (ROM) proviennent directement des projets de dynamitage et sont broyés dans un concasseur primaire pour le premier cycle de concassage. À ce stade, le matériau reçoit sa première réduction de taille par rapport à son état brut. Le concassage primaire produit des matériaux allant de50" à 20"en moyenne. Les deux principaux types de concasseurs primaires sont :
Concasseurs à mâchoires
De grandes quantités de matériaux sont introduites dans la mâchoire en « forme de V » de ce concasseur et sont réduites grâce à la force de compression. Un côté du V reste immobile tandis que l’autre côté du V se balance contre lui. Le matériau est forcé de la large ouverture du V jusqu'au point le plus étroit du V, créant un mouvement d'écrasement. Les concasseurs à mâchoires sont des machines à grande échelle et robustes, généralement construites en fonte et/ou en acier. Souvent considérés comme une machine de base, les concasseurs à mâchoires ont leur place dans l’industrie. Ils sont souvent utilisés pour réduire la roche en gravier non uniforme.
Concasseurs giratoires
Les matériaux tout-venant sont transférés dans la trémie supérieure d'un concasseur giratoire. Les parois de la trémie du concasseur giratoire sont tapissées de pièces en « V », le manteau et le concave, comme un concasseur à mâchoires mais en forme de cône. Le minerai est évacué par le plus petit trou de sortie inférieur du cône. Alors que le cône ne bouge pas, un mouvement d'écrasement intérieur est créé par un arbre tournant sur une tige verticale. Une action continue est créée, ce qui le rend plus rapide que le concasseur à mâchoires avec moins de consommation d'énergie. Souvent plus petits et plus chers qu'un concasseur à mâchoires, les concasseurs giratoires conviennent à de plus grandes quantités de matériaux lorsqu'une forme plus uniforme est souhaitée.
Équipement de concassage secondaire
Une fois que les matériaux ont subi leur premier cycle de concassage, ils sont introduits dans un concasseur secondaire pour être davantage décomposés. La taille moyenne d'entrée pour un concasseur secondaire varie de13" à 4"durant cette étape. Le concassage secondaire est particulièrement important pour fabriquer des matériaux classés qui seront ensuite utilisés dans des projets gouvernementaux. Par exemple, des matériaux concassés pour la base et le remblai des routes. Les principaux types de machines de concassage pour la transformation secondaire sont décrits ci-dessous.
Concasseurs à cône
Les concasseurs à cône sont l’un des principaux choix pour le concassage secondaire. Un concasseur à cône est une machine puissante utilisée dans les industries à grande échelle pour broyer divers types de matériaux en plus petites tailles. Il fonctionne en appliquant une pression sur le matériau et en le pressant contre un manteau rotatif pour créer une compression et une force. Les matériaux broyés sont d'abord décomposés au sommet du cône puis tombent dans une partie inférieure du cône plus étroite. À ce stade, le concasseur à cône broie à nouveau le matériau pour obtenir une taille encore plus petite. Cela continue jusqu'à ce que le matériau soit suffisamment petit pour tomber de l'ouverture inférieure. Le matériau provenant d'un concasseur à cône peut être utilisé pour de nombreux projets différents, notamment la base de routes sur des projets de construction, le resurfaçage de chaussées en asphalte ou dans des gravières pour la construction de routes. Les concasseurs à cône conviennent aux matériaux mi-durs et durs, comme la roche vierge provenant de carrières.
Concasseurs à rouleaux
Un concasseur à rouleaux réduit le matériau en le comprimant entre deux cylindres tournants, parallèles l’un à l’autre. Les cylindres sont montés horizontalement, l'un reposant sur des ressorts puissants et l'autre encadré de façon permanente. Le matériau est ensuite alimenté entre les deux. La modification de la distance entre les rouleaux vous permet de contrôler la taille de sortie de matériau souhaitée. Chaque cylindre est facilement ajusté et doublé de manganèse pour une usure maximale à long terme. Les concasseurs à rouleaux produisent généralement des matériaux fins et ne conviennent pas aux matériaux durs ou abrasifs.
Broyeurs à marteaux et concasseurs à percussion
L'un des concasseurs les plus polyvalents disponibles, les broyeurs à marteaux et les impacteurs peuvent être des concasseurs primaires, secondaires et tertiaires. Les broyeurs à marteaux utilisent des coups de marteau continus pour briser et désintégrer le matériau. Ils tournent généralement horizontalement dans un boîtier cylindrique fermé. Les marteaux sont fixés sur un disque et oscillent avec la force centrifuge contre le boîtier. Le matériau est introduit par le haut et écrasé et tombe à travers le trou situé en bas. Vous trouverez des broyeurs à marteaux utilisés dans des secteurs comme l’agriculture, le médical, l’énergie et au-delà. Ils fournissent certains des résultats les plus efficaces disponibles, sont portables et peuvent gérer presque tous les matériaux.
Les concasseurs à percussion ont un principe de fonctionnement très similaire, sauf qu'au lieu que les pièces rotatives frappent le matériau comme un marteau, elles projettent le matériau contre une plaque d'impact qui le brise. Ils sont également disponibles dans des configurations d'arbre horizontales ou verticales en fonction du rendement souhaité.
Heure de publication : 02 février 2024