Alimentateurs à tablier : les bêtes de somme de la manutention

Suite à la publication du numéro d'octobre d'International Mining et, plus particulièrement, du dossier annuel sur le concassage et le convoyage en fosse, nous avons examiné de plus près l'un des éléments centraux qui composent ces systèmes, les alimentateurs à tablier.

Dans l'exploitation minière, les alimentateurs à tablier jouent un rôle majeur pour assurer le bon fonctionnement et augmenter la disponibilité. Ils sont très divers dans leur application au sein d'un circuit de traitement des minerais ; cependant, leurs capacités complètes ne sont pas largement connues dans l'ensemble de l'industrie, ce qui soulève de nombreuses questions.

Martin Yester, Global Product Support of Bulk Products chez Metso, a répondu à certaines des plus importantes.

Qu'est-ce qu'une mangeoire à tablier et quand doit-elle être utilisée ?

En termes simples, un alimentateur à tablier (également connu sous le nom d'alimentateur à plateau) est un type d'alimentateur mécanique utilisé dans les opérations de manutention de matériaux pour transférer (alimenter) des matériaux vers d'autres équipements ou extraire des matériaux (minerai/roche) des stocks de stockage, des bacs ou des trémies. à une vitesse contrôlée.

Ces alimentateurs peuvent être utilisés dans une variété d'applications dans les opérations primaires, secondaires et tertiaires (récupération).

Les mangeoires à tablier sont les mangeoires préférées pour plusieurs raisons. Certains d'entre eux sont :

Quels sont les avantages d'utiliser un alimentateur à tablier de type chaîne de tracteur ?

Un alimentateur à tablier de style chaîne de tracteur fait référence à la chaîne de train de roulement, aux rouleaux et aux roues arrière qui sont également utilisés dans les bulldozers et les excavatrices. Ce type de chargeur domine le marché dans les industries où les utilisateurs ont besoin d'un chargeur capable d'extraire des matériaux de caractéristiques variables. Les joints en polyuréthane dans la chaîne empêchent les matériaux abrasifs de pénétrer dans la goupille et la douille internes, ce qui réduit l'usure et prolonge la durée de vie de l'équipement par rapport à un style de chaîne sèche. Les mangeoires à tablier de type chaîne de tracteur créent également moins de pollution sonore pour un fonctionnement plus silencieux. Les maillons de la chaîne sont traités thermiquement, ce qui se traduit par une durée de vie accrue.

Dans l'ensemble, les avantages incluent une fiabilité accrue, moins de pièces de rechange, moins de maintenance et un meilleur contrôle de l'alimentation. En retour, ces avantages conduisent à une plus grande productivité avec un minimum de goulots d'étranglement dans tout circuit de traitement des minéraux.

Les mangeoires à tablier peuvent-elles être installées sur une pente?

La croyance commune à propos des mangeoires à tablier est qu'elles doivent être installées horizontalement. Et bien contrairement aux idées reçues on peut les installer en pente ! Il y a de nombreux avantages et capacités supplémentaires qui en découlent. Dans l'ensemble, moins d'espace est nécessaire lors de l'installation d'une mangeoire à tablier sur une pente - non seulement l'inclinaison limite l'espace au sol, mais la hauteur de la trémie de réception peut également être réduite. Les alimentateurs à tablier incliné sont plus indulgents lorsqu'il s'agit de gros morceaux de matériau et, dans l'ensemble, ils augmentent le volume dans la trémie et réduisent le temps de cycle des camions de transport.

Gardez à l'esprit qu'il y a certains facteurs à prendre en compte lors de l'installation d'un chargeur de plateau sur une pente pour optimiser le processus. Une trémie bien conçue, l'angle d'inclinaison, la conception de la structure de support et le système d'accès et d'escalier autour de la mangeoire sont tous des facteurs clés.

Vitesse optimale de l'alimentateur à tablier - plus vite c'est toujours mieux, n'est-ce pas ?

L'idée fausse courante autour de l'utilisation de tout équipement est la suivante : "plus vite, c'est mieux". Dans le cas des mangeoires à tablier, rien ne pourrait être plus éloigné de la vérité. La vitesse optimale découle de la recherche d'un équilibre entre l'efficacité et la vitesse de transport. Ils fonctionnent à des vitesses plus lentes que les chargeurs à bande, mais pour une bonne raison.

Normalement, la vitesse optimale d'un alimentateur à tablier est de 0,05 à 0,40 m/s. Si les minerais ne sont pas abrasifs, la vitesse peut augmenter jusqu'à plus de 0,30 m/s en raison de l'usure probablement réduite.

Des vitesses plus élevées nuiraient à une opération : si votre vitesse est trop élevée, vous courez le risque d'une usure accélérée des composants. L'efficacité énergétique diminue également en raison de l'augmentation de la demande d'énergie.

Une autre préoccupation à garder à l'esprit lors de l'utilisation d'un alimentateur à tablier à grande vitesse est la possibilité accrue de générer des amendes. Il peut y avoir un effet de broyage entre le matériau et les casseroles. Non seulement la génération d'amendes créerait plus de problèmes en raison de la poussière fugitive possible dans l'air, mais cela créerait également un environnement de travail plus dangereux pour les employés en général. Ainsi, trouver une vitesse optimale est plus important pour la productivité et la sécurité opérationnelle de l'usine.

Quelles sont les limites de taille et de type de minerai ?

Les chargeurs à tablier ont des limites en ce qui concerne la taille et le type de minerai. Les limites varient, mais il ne devrait jamais y avoir de déversement insensé de matériau sur le chargeur. Vous devrez non seulement tenir compte de l'application pour laquelle vous utiliserez le chargeur, mais également de l'endroit où ce chargeur sera placé dans le processus.

En règle générale, une règle de l'industrie à suivre pour les dimensions de votre chargeur à tablier est que la largeur des bacs (jupes intérieures) doit être le double de la taille maximale des morceaux du matériau. D'autres facteurs, comme une trémie ouverte correctement conçue incorporant l'utilisation de "plaques tournantes", peuvent affecter la taille du bac, mais cela n'est pertinent que dans certaines circonstances.

Il n'est pas rare que 1 500 mm de matériau soient extraits si un alimentateur de 3 000 mm de large est utilisé. Le matériau de moins de 300 mm provenant des stocks de minerai de concasseur ou des bacs de stockage/mélange est généralement extrait avec des alimentateurs à tablier pour alimenter les concasseurs secondaires.

Quelles informations sont requises lors du dimensionnement d'une mangeoire à tablier ?

Lors du dimensionnement d'un alimentateur à tablier et d'un système d'entraînement respectif (moteur), comme pour de nombreux équipements de l'industrie minière, l'expérience et la connaissance de l'ensemble du processus sont précieuses. Le dimensionnement des chargeurs à tablier nécessite une connaissance de base des données de l'usine pour pouvoir remplir avec précision les critères nécessaires à la "fiche de données d'application" d'un fournisseur (ou quelle que soit la manière dont le fournisseur reçoit ses informations).

Les critères de base qui doivent être pris en compte comprennent le taux d'alimentation (pic et normal), les caractéristiques du matériau (telles que l'humidité, la gradation et la forme), la taille maximale des morceaux de minerai/roche, la densité apparente du minerai/roche (maximum et minimum) et conditions d'alimentation et de décharge.

Cependant, il peut parfois y avoir des variables ajoutées au processus de dimensionnement du chargeur de tablier qui doivent être incluses. Une variable supplémentaire principale sur laquelle les fournisseurs devraient poser des questions est la configuration de la trémie. Plus précisément, la longueur de cisaillement de la trémie s'ouvre (L2) directement au-dessus du tablier d'alimentation. Le cas échéant, ce n'est pas seulement un paramètre clé pour dimensionner correctement le chargeur de tablier, mais également le système d'entraînement.

Comment la densité "en vrac" affecte-t-elle le dimensionnement d'un chargeur à tablier ?

Comme indiqué ci-dessus, la densité apparente du minerai/de la roche est l'un des critères de base à inclure pour un dimensionnement efficace de l'alimentateur à tablier. La densité est le poids du matériau dans un volume donné et la densité apparente est généralement mesurée en tonnes/mètre cube (t/m³) ou en livres/pied cube (lbs/ft³). Une note spécifique à retenir est que la densité apparente est utilisée pour les alimentateurs à tablier et non la densité solide comme dans d'autres équipements de traitement des minéraux.

Alors pourquoi la densité apparente est-elle si importante ? Les alimentateurs à tablier sont des alimentateurs de type volumétrique, ce qui signifie que la densité apparente est utilisée pour déterminer la vitesse et la puissance nécessaires pour extraire un certain tonnage par heure du matériau. La densité apparente minimale est utilisée pour déterminer la vitesse, et la densité apparente maximale établit la puissance (couple) nécessaire pour le chargeur.

Pour conclure, il est important que la densité "en vrac" correcte et non la densité "solide" soit utilisée pour le dimensionnement des mangeoires à tablier. Si ces calculs sont incorrects, cela pourrait compromettre le débit d'alimentation résultant pour le processus en aval.

Comment déterminez-vous la longueur de cisaillement de la trémie du chargeur à tablier ?

L'identification de la longueur de cisaillement de la trémie est un élément clé pour dimensionner et sélectionner correctement un alimentateur à tablier et un système d'entraînement (moteur). Mais, comment cela peut-il être déterminé ? La longueur de cisaillement de la trémie est la dimension entre la plaque arrière de la trémie au niveau de la ligne de jupe et la barre de cisaillement située à l'extrémité de sortie de la trémie. Cela semble très simple, mais il est essentiel de noter que cela ne doit pas être confondu avec la dimension en haut de la trémie où le matériau est chargé.

Le but de trouver cette mesure de la longueur de cisaillement de la trémie est d'établir la ligne de plan de cisaillement réelle du matériau et où le matériau à l'intérieur des jupes est séparé (cisaillé) du matériau à l'intérieur de la trémie (L2). La résistance au cisaillement du matériau est généralement estimée entre 50 et 70 % de la force/puissance totale. Ce calcul de la longueur de cisaillement se traduira soit par une puissance insuffisante (perte de production), soit par une puissance excessive (augmentation des charges d'exploitation (opex)).

Comment trouver la longueur optimale de mon chargeur à tablier ?

L'espacement des équipements est essentiel pour toute usine. Comme mentionné précédemment, les mangeoires à tablier peuvent être installées sur une pente pour économiser de l'espace. La sélection de la bonne longueur d'un chargeur à tablier réduira non seulement les dépenses d'investissement (capex), mais également la consommation d'énergie et l'opex.

Mais comment la longueur optimale est-elle déterminée ? La longueur optimale d'un chargeur à tablier est celle qui peut remplir le devoir requis dans la longueur la plus courte possible. Cependant, dans certains cas pour une opération, le choix du doseur peut vouloir être un peu plus long pour « acheminer » les matières jusqu'aux équipements en aval et supprimer un point de transfert (et des coûts inutiles).

Pour déterminer le chargeur le plus court et le plus optimal possible, il faut une flexibilité dans la disposition du positionnement du chargeur à tablier sous la trémie (L2). Après avoir déterminé la longueur de cisaillement et la profondeur du lit, la longueur totale peut alors être minimisée juste assez pour empêcher ce que l'on appelle «l'auto-rinçage» sur l'extrémité de décharge lorsque le chargeur est inactif.

J'ai correctement sélectionné mon chargeur à tablier, mais qu'en est-il de mon système d'entraînement ?

La sélection du système d'entraînement approprié pour votre chargeur à tablier dépendra du fonctionnement et des objectifs du chargeur. Les alimentateurs à tablier sont conçus pour fonctionner à des vitesses variables pour extraire du stockage et alimenter en aval à une vitesse contrôlée pour une efficacité maximale. Le matériau peut varier en fonction de facteurs tels que la saison de l'année, le corps minéralisé ou les schémas de dynamitage et de mélange.

Les deux types d'entraînements adaptés aux vitesses variables sont un entraînement mécanique utilisant un réducteur de vitesse, un moteur à onduleur et un entraînement à fréquence variable (VFD), ou un moteur hydraulique et une unité de puissance avec une pompe variable. Aujourd'hui, les entraînements mécaniques à vitesse variable se sont avérés être le système d'entraînement préféré en raison des progrès de la technologie et des avantages en termes d'investissement.

Les systèmes d'entraînement hydraulique ont leur place mais ne sont pas considérés comme l'option idéale entre les deux entraînements variables.

Ces questions-réponses sont tirées d'une série de blogs Metso sur les mangeoires à tablier. Pour plus d'informations, veuillez suivre ces liens :

https://www.metso.com/blog-hub/mining-minds/feeding-the-facts-part-1-apron-feeder-basics/

https://www.metso.com/blog-hub/mining-minds/feeding-the-facts-23-proper-sizing-and-selection-of-your-apron-feeder/