Identification d'un broyeur à broches pour des performances optimales et un temps d'arrêt minimal

Aug 01, 2023

21 mars 2018

Un broyeur à broches réduit les matériaux secs en vrac à une finesse moyenne par impact, c'est-à-dire en frappant ou en frappant des particules avec une énergie élevée pour les casser. Comme pour tout broyeur à impact, les composants et les surfaces du broyeur à broches sont exposés à une usure élevée et à un environnement de fonctionnement difficile. La meilleure façon de lutter contre ces conditions est de sélectionner un broyeur avec des composants et des caractéristiques de fonctionnement personnalisés pour votre application. Les conseils décrits ici expliquent comment vous pouvez spécifier un broyeur à broches qui fonctionnera à des niveaux de pointe avec un temps d'arrêt minimal pour le remplacement des pièces et les réparations.

(voir Figure A)

Un broyeur à broches est l'un des broyeurs à impact les plus couramment utilisés pour broyer des matériaux solides en vrac à une finesse moyenne. Le broyeur peut accepter des matériaux d'alimentation avec une taille de particules allant de 20 microns à 0,5 po et une dureté Mohs de 4, réduisant les particules jusqu'à 10 microns, selon le type de broyeur et la taille de l'alimentation. Cette machine polyvalente gère une large gamme de matériaux. Voici quelques exemples typiques : les herbicides, les pesticides, les fongicides, la chaux hydratée, le trona, le gypse, le sucre, le lisier de maïs humide, les ingrédients alimentaires, les produits chimiques, les résines et les polymères. (Pour plus d'informations sur les configurations, les composants et le fonctionnement du broyeur à broches, voir l'encadré connexe "Bases du broyeur à broches")

En spécifiant les bons composants et les bonnes caractéristiques de fonctionnement pour votre broyeur à broches, vous pouvez non seulement optimiser le broyeur pour broyer de manière fiable votre matériau à la finesse souhaitée, mais également réduire les temps d'arrêt de l'équipement pour le remplacement des pièces et les réparations. Cela peut aider votre broyeur à produire un produit final avec une distribution granulométrique très fine ou homogène, à résister à un matériau extrêmement abrasif ou corrosif, ou à réduire en toute sécurité un matériau sensible à la chaleur sans l'endommager.

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Votre meilleure source d'aide pour spécifier le broyeur est le fabricant du broyeur à broches. Un fabricant avec de nombreuses années d'expérience dans la fourniture d'unités capables de gérer avec succès des matériaux et des conditions de fonctionnement difficiles, peut vous aider à déterminer ce qu'il faudra pour que votre broyeur à broches fonctionne correctement avec un minimum de temps d'arrêt. Avant de spécifier le broyeur, c'est toujours une bonne idée de demander au fabricant de tester votre matériau dans des broyeurs pilotes équipés de différentes configurations d'axes et de matériaux de construction, de composants faits de matériaux appropriés résistants à l'usure ou à la corrosion, et d'autres options. L'exécution des tests nécessitera généralement de 400 à 1000 livres de votre matériel, selon les résultats dont vous avez besoin. Contactez le laboratoire d'essais de votre fabricant pour prendre des dispositions et programmer des essais.

Une fois que vous avez les résultats du test en main, vous êtes prêt à travailler avec le fabricant pour spécifier un broyeur à broches offrant des performances de broyage optimales avec un minimum de temps d'arrêt pour maintenance. Voici cinq conseils pratiques pour identifier un broyeur à broches pour des performances optimales et un temps d'arrêt minimal.

1. Spécifiez le nombre optimal et la disposition des broches La sélection du nombre idéal de broches et de la disposition appropriée des broches (généralement en rangées) pour vos disques de broyeur à broches peut non seulement aider à produire la distribution granulométrique finale dont vous avez besoin, mais aussi aider à contrôler l'étroitesse de cette distribution pour répondre aux exigences de votre produit. Le bon nombre et la bonne disposition des broches peuvent minimiser l'accumulation de matière dans le broyeur pendant le broyage, réduisant ainsi les exigences de lavage et les temps d'arrêt associés. Une spécification soignée des broches peut également réduire la quantité de chaleur générée pendant le meulage, vous aidant à éviter les problèmes d'accumulation de matériaux liés à la chaleur et le ramollissement ou la fonte des particules sensibles à la chaleur ou d'autres dommages aux particules. Faites confiance à l'expérience de votre fabricant de broyeurs à broches pour vous aider à déterminer le nombre et la disposition des broches qui conviennent le mieux à votre application.

(voir Figure B)

2. Spécifiez des pièces de haute qualité et des options appropriées pour votre application Toute surface interne du broyeur en contact avec le matériau pendant le broyage est sujette à l'usure, et dans un broyeur à broches, cela comprend les broches, la plaque d'usure (c'est-à-dire la surface du disque sur laquelle les broches sont montées), le rotor et l'impact paroi à la périphérie du disque. Ces pièces peuvent également être sujettes à la corrosion si votre broyeur à broches manipule un matériau corrosif.

Arrêter votre processus de meulage pour remplacer des pièces est coûteux ; la perte de production, le coût de la main-d'œuvre d'entretien et le coût des pièces peuvent rapidement s'accumuler. Le choix de pièces de haute qualité fabriquées dans un matériau approprié résistant à l'usure ou à la corrosion réduira la fréquence de remplacement et maintiendra la qualité de votre produit tout en minimisant les temps d'arrêt et les coûts de maintenance.

Options d'usure : Vous pouvez spécifier l'un des nombreux matériaux de construction pour les broches, les plaques d'usure et la paroi d'impact afin qu'ils puissent résister à l'usure et à la corrosion. Les matériaux courants résistants à l'usure comprennent les suivants, allant de ceux pour les particules moins abrasives à plus abrasives : acier doux, acier à outils 40-RC (Rockwell C), acier à outils cémenté 60-RC, boîtier 60-RC revêtu d'oxyde de chrome -acier à outils trempé, carbure de chrome, revêtement en carbure de tungstène et carbure de tungstène. Les matériaux résistants à la corrosion comprennent l'acier inoxydable de type 304 et de type 316 et des traitements de surface profonds spéciaux comme le stellite et d'autres revêtements.

Les fabricants proposent de nombreuses options de composants qui peuvent aider votre broyeur à broches à résister à l'usure. Ceux-ci comprennent des rotors de confinement à double plaque (pour les broyeurs à broches à arbre vertical), qui enferment des particules abrasives à l'intérieur du rotor pendant le broyage pour prolonger la durée de vie des surfaces du logement du broyeur ; des rotors qui tournent dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (également pour les broyeurs à broches à arbre vertical), ce qui peut doubler la durée de vie des pièces d'usure du broyeur ; ensembles de roulements à usage intensif ; et des systèmes avancés de lubrification des roulements qui prolongent la durée de vie des roulements et permettent également des vitesses de rotor plus élevées pour des distributions finales de taille de particules plus fines.

Options de lavage :Si vous avez besoin d'un broyeur à broches avec capacité de lavage automatique pour un nettoyage rapide et fréquent, le fabricant peut équiper l'unité de buses de lavage à injection de liquide et d'un point de vidange et inclure des instructions pour la configuration du système de lavage.

Options de refroidissement : Il faut s'attendre à un certain niveau d'élévation de température lors de l'utilisation d'un broyeur à broches. Lorsque la plaque du rotor interne tourne, souvent à grande vitesse, elle génère un flux d'air. Le flux d'air fait face à une résistance à la traînée lorsqu'il se déplace à travers le système, ce qui entraîne une augmentation de la température du broyeur. De plus, lorsque le matériau est traité dans le broyeur, le frottement causé par l'impact du matériau contre les broches, les parois du broyeur et les revêtements peut également augmenter la température interne. Pour minimiser cette élévation de température, des dispositifs de refroidissement alimentés en eau ou en glycol peuvent être ajoutés aux zones vulnérables du broyeur. Des capteurs et des couples thermiques peuvent être ajoutés aux broyeurs pour des mesures en temps réel.

Options de contrôle : En ajoutant des commandes supplémentaires comme un entraînement à fréquence variable (VFD) au broyeur à broches, il permet aux clients de faire varier la vitesse du rotor. Cela peut aider à contrôler la taille de distribution du produit de sortie si le stock d'alimentation a une variation de lot. Il vous donne également la possibilité de traiter différents matériaux dans le broyeur à broches si la demande varie.

Broyeur à broches Exemple d'application : Voici comment un broyeur à broches à arbre vertical a récemment été spécifié pour le broyage d'un matériau difficile. Le Trona (sesquicarbonate de sodium), une poudre absorbante sèche utilisée pour la désulfuration des gaz de combustion dans les centrales électriques au charbon, est semi-abrasif et hygroscopique. Dans une centrale électrique, le matériau devait être broyé 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 dans un broyeur à broches pour une injection directe dans le flux de combustion de l'usine, où les particules de trona finement broyées absorberaient les contaminants dans les gaz de combustion pour atténuer la pollution de l'air. Le broyage augmenterait la surface de la poudre de 30%, réduisant la quantité de trona nécessaire à la désulfuration et réduisant ainsi la quantité finalement envoyée à la décharge, réduisant ainsi les coûts d'élimination. Pour traiter cette poudre semi-abrasive, le broyeur à broches a été spécifié avec des broches en acier à outils cémenté RC-60 revêtues d'oxyde de chrome, une paroi d'impact en carbure de chrome et un rotor de confinement à double plaque. Le broyeur était également équipé d'un lavage automatique afin que toute accumulation de trona puisse être facilement et rapidement nettoyée.

3. Commandez les pièces d'usure à avoir sous la main pour réduire les temps d'arrêt Stocker des pièces d'usure de rechange telles que des goupilles, des plaques d'usure, des parois d'impact et des rotors dans le service de maintenance de votre usine vous fera gagner du temps et de l'argent en réduisant au minimum les temps d'arrêt pour le remplacement de vos pièces. Garder les pièces à portée de main élimine le temps nécessaire pour commander des pièces auprès du fabricant de broyeurs à broches. S'il est vrai que la plupart des pièces de rechange essentielles du stock du fabricant pour une livraison rapide à leurs clients, la plupart des pièces d'usure de votre broyeur à broches sont susceptibles d'être spécifiées pour votre application unique, de sorte que votre fabricant n'a peut-être pas toutes les pièces dont vous avez besoin pour une livraison immédiate. Planifiez à l'avance et commandez les pièces avant d'en avoir besoin.

4. Choisissez un fabricant de broyeurs à broches avec une large gamme de services Recherchez des fabricants de broyeurs à broches qui offrent un ensemble complet de services allant des tests d'échantillons avant achat et des conseils aux programmes d'ingénierie, de mise en service, d'éducation et de formation aux services de remise à neuf. Il est également important d'avoir une bonne documentation avec les instructions d'utilisation et les procédures de sécurité. Ces services vous garantissent non seulement d'acheter l'équipement de broyeur à broches approprié pour votre application, mais également de recevoir le soutien continu pour garantir que les opérateurs sont bien formés et utilisent l'équipement à ses capacités maximales.

5. Entretenez votre broyeur à broches pour des performances optimales Une fois que votre broyeur à broches est opérationnel dans votre usine, la clé pour le maintenir à des niveaux de performance optimaux sans temps d'arrêt excessif est de l'entretenir correctement. Les bases de l'entretien de votre broyeur comprennent l'inspection régulière, la lubrification, le nettoyage et l'entretien préventif, et toutes ces procédures sont décrites dans le manuel d'utilisation et d'entretien que le fabricant a fourni avec le broyeur. Assurez-vous que tous les opérateurs de l'usine et les préposés à l'entretien connaissent le manuel et suivent les procédures qui y sont décrites.

En se familiarisant avec le fonctionnement normal du broyeur à broches, ces travailleurs peuvent également détecter rapidement des symptômes tels que des vibrations ou un bruit excessif et prendre des mesures pour remédier aux problèmes sous-jacents avant qu'ils n'affectent la qualité du produit ou ne provoquent une panne de l'équipement. Une aide supplémentaire pour diagnostiquer et résoudre les problèmes de fonctionnement est disponible auprès du fabricant de votre broyeur à broches ; la plupart des fabricants ont des techniciens de service d'usine disponibles 24h/24 et 7j/7 pour fournir une assistance de dépannage.

Principes de base du broyeur à broches

Les broyeurs à broches sont disponibles en deux configurations de base : arbre horizontal ou vertical. Dans un broyeur à broches à arbre vertical, comme le montre la figure C, les broches fixes sont vissées ou boulonnées sur un disque fixe (appelé plaque de broyeur fixe), qui est situé au-dessus d'un disque rotatif (appelé le rotor). Des goupilles sont également montées sur le rotor de broyage. Dans un broyeur à broches vertical, deux disques montés avec des broches sont orientés dans un plan vertical : un disque est fixe et monté sur une porte battante, tandis que l'autre tourne. Dans les deux broyeurs à broches, le matériau d'alimentation entre au centre des disques, où la force centrifuge fait accélérer les particules vers l'extérieur vers les bords des disques et passe à travers les broches sur les disques. Les particules sortantes impactent un anneau extérieur fixe (appelé paroi d'impact) ou un revêtement, généralement constitué de broches de stator ou d'une paroi lisse ou ondulée, ce qui réduit davantage les particules. Sur le broyeur à broches à arbre vertical, le matériau broyé dans la trémie conique, qui est amovible pour permettre l'accès au rotor et aux broches, puis déchargé par le bas du broyeur.

(voir Figure C)

Contrairement à de nombreux autres broyeurs à impact, le broyeur à broches fonctionne sans tamis de sortie et n'est donc pas sujet aux problèmes d'aveuglement du tamis. Le lavage du broyeur est également plus facile et plus rapide qu'avec de nombreuses autres machines de broyage, un avantage pour les applications sanitaires et autres qui nécessitent des lavages fréquents. Pour aider à transporter les particules surdimensionnées hors du broyeur ou pour refroidir un matériau sensible à la chaleur pendant le broyage, l'unité peut être équipée d'un système d'air qui souffle de l'air directement à travers le broyeur à des débits de 300 à 1000 cfm.

Steven Bythrow est le chef de produit du broyeur à broches Simpactor chez Sturtevant Inc., Hanover, MA. Il est titulaire d'un BS en génie des matériaux de l'Université du Massachusetts à Dartmouth. Pour plus d'informations, envoyez un e-mail à [email protected], appelez le 800-992-0209 ou visitez www.sturtevantinc.com.

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