Cet article présente la plaque d'alimentation du concasseur à cône, un composant clé du système d'alimentation en matériaux, située au sommet de l'entrée d'alimentation du concasseur. Sa fonction est de guider le flux de matériaux, d'empêcher les projections, de réduire les contraintes d'impact et de contrôler la vitesse d'alimentation. La composition et la structure de ce composant sont détaillées, notamment le corps de la plaque, la bride de montage ou les trous de boulon, le revêtement résistant aux chocs, les déflecteurs (sur certains modèles), les nervures de renfort et la goulotte ou surface inclinée, ainsi que leurs caractéristiques structurelles. Pour les variantes en fonte à haute teneur en chrome, le procédé de coulée est décrit, couvrant l'injection du matériau, la fabrication de modèles, le moulage, la fusion, la coulée, le refroidissement et le décochage, le traitement thermique et l'inspection. Pour les variantes en tôle d'acier, le procédé d'usinage et de fabrication est décrit, incluant la découpe, le pliage et le formage des tôles, le soudage des renforts, le traitement de surface et la pose du revêtement. De plus, des mesures de contrôle qualité sont spécifiées, telles que la validation des matériaux, les contrôles de précision dimensionnelle, l'inspection de la qualité des soudures, les essais d'impact et d'usure, les essais d'assemblage et de fonctionnement, et l'inspection finale. Ces processus garantissent que la plaque d'alimentation présente une résistance élevée aux chocs, à l'usure et une précision dimensionnelle, garantissant une alimentation fiable des matériaux et une protection du concasseur à cône dans les opérations lourdes.
Introduction détaillée au composant de la plaque d'alimentation du concasseur à cône
1. Fonction et rôle de la plaque d'alimentation
La plaque d'alimentation (également appelée trémie d'alimentation ou plaque d'entrée) est un élément clé du système d'alimentation des concasseurs à cône. Elle est située au sommet de l'entrée d'alimentation. Ses principales fonctions sont les suivantes :
Guidage du flux de matériaux: Diriger les matériaux en vrac (minerais, roches) uniformément dans la chambre de concassage, en assurant une distribution uniforme pour éviter une usure inégale du cône mobile et des chemises de cône fixes.
Prévenir les projections d'eau: Agissant comme une barrière pour empêcher les matériaux broyés de rejaillir hors de l'entrée d'alimentation pendant le broyage à grande vitesse, protégeant ainsi les opérateurs et les équipements environnants.
Réduire le stress d'impact:Absorber les forces d'impact initiales lorsque les matériaux tombent dans le concasseur, minimisant l'impact direct sur l'arbre principal et l'ensemble excentrique pour prolonger leur durée de vie.
Contrôle du débit d'alimentation:Certaines plaques d'alimentation sont conçues avec des déflecteurs ou des canaux réglables pour réguler le débit de matériau, en fonction de la capacité de traitement du concasseur et en optimisant l'efficacité du concassage.
2. Composition et structure de la plaque d'alimentation
La plaque d'alimentation est généralement un composant robuste, en forme de plaque ou d'entonnoir, composé des éléments principaux suivants :
Corps de la plaque: Le composant structurel principal est fabriqué en acier à haute résistance à l'abrasion (par exemple, Mn13, AR400) ou en fonte à haute teneur en chrome (Cr20), d'une épaisseur comprise entre 30 et 100 mm selon la taille du concasseur. Sa forme est adaptée à l'entrée d'alimentation, présentant souvent une surface incurvée ou inclinée pour guider le flux de matériau.
Bride de montage ou trous de boulons: Une bride périphérique ou un ensemble de trous de boulons (M16–M24) sur le corps de la plaque, servant à la fixer au châssis du concasseur ou à la trémie d'alimentation. La bride est renforcée par des plaques nervurées pour améliorer la rigidité structurelle sous les charges d'impact.
Revêtement résistant aux chocs:Une couche d'usure remplaçable fixée à la surface intérieure du corps de la plaque, constituée de polyéthylène à poids moléculaire ultra élevé (UHMWPE) ou de carreaux de céramique, qui réduit la friction et l'usure des matériaux abrasifs.
Plaques déflectrices (dans certains modèles):Plaques verticales réglables ou fixes soudées ou boulonnées au corps de la plaque, divisant l'entrée d'alimentation en canaux pour contrôler la direction du matériau et éviter le pontage (blocage du matériau).
Nervures de renforcement: Nervures en acier triangulaires ou rectangulaires soudées à l'arrière du corps de la plaque, améliorant sa résistance à la flexion et empêchant la déformation sous l'impact répété du matériau.
Goulotte ou surface inclinée:Une surface lisse et inclinée vers le bas sur le corps de la plaque (angle 30°–45°) pour faciliter le glissement du matériau dans la chambre de broyage, avec une finition polie pour réduire l'adhérence du matériau.
3. Procédé de coulée de la plaque d'alimentation (pour les variantes en fonte à haute teneur en chrome)
Pour les plaques d'alimentation en fonte à haute teneur en chrome (utilisées dans les applications à forte abrasion), le processus de coulée est le suivant :
Sélection des matériaux:
La fonte à haute teneur en chrome (Cr20–Cr26) avec une teneur en carbone de 2,5 à 3,5 % est choisie pour sa dureté élevée (HRC 58–65) et sa résistance à l'abrasion. Des éléments d'alliage tels que le Mo (0,5–1,0 %) et le Ni (0,5–1,5 %) sont ajoutés pour améliorer la ténacité.
Création de modèles:
Un modèle grandeur nature est créé en bois ou en mousse, reproduisant la forme du corps de la plaque, la bride et les trous de boulons. Des marges de retrait (1,5 à 2 %) sont ajoutées pour compenser la contraction post-coulée.
Moulage:
Des moules en sable lié à la résine sont préparés. Un noyau en sable est utilisé pour former les trous de boulons et les canaux internes. La cavité du moule est recouverte d'un enduit réfractaire pour empêcher la pénétration du métal et garantir une surface lisse.
Fondre et couler:
L'alliage de fer est fondu dans un four à induction à 1450–1500°C, avec un contrôle strict de la teneur en chrome et en carbone pour éviter la ségrégation du carbure.
Le coulage est effectué à une température de 1380–1420°C, avec un débit constant pour assurer un remplissage complet du moule et minimiser la porosité induite par les turbulences.
Refroidissement et secouage:
La pièce est refroidie dans le moule pendant 24 à 48 heures afin de réduire les contraintes thermiques, puis éliminée par vibration. Les résidus de sable sont nettoyés par grenaillage.
Traitement thermique:
La pièce moulée subit une trempe (950–1000 °C, refroidissement par eau) pour former des carbures de chrome durs, suivie d'un revenu (200–250 °C) pour éliminer les contraintes résiduelles. Ce procédé permet d'atteindre une dureté de 58–65 HRC.
Inspection de moulage:
L'inspection visuelle et le test de ressuage (DPT) vérifient la présence de fissures de surface, de soufflures ou de remplissage incomplet.
Le contrôle par ultrasons (UT) détecte les défauts internes, avec des limites acceptables de ≤φ3 mm pour les zones non critiques et aucun défaut dans les zones d'impact.
4. Processus d'usinage et de fabrication (pour les variantes de tôles d'acier)
Pour les plaques d'alimentation en acier résistant à l'abrasion (AR400 ou Mn13), le procédé se concentre sur la découpe et le soudage plutôt que sur le moulage :
Découpe de plaques:
Les grandes plaques d'acier sont découpées à la forme souhaitée par découpe plasma ou laser, avec une tolérance dimensionnelle de ± 1 mm. Les trous de boulons sont percés à l'aide de perceuses à commande numérique, avec des fraisures pour les têtes de boulons encastrées.
Pliage et formage:
La plaque découpée est pliée en forme de courbe ou d'entonnoir à l'aide d'une presse hydraulique, avec des matrices de formage assurant une courbure constante (tolérance ± 0,5°).
Soudage des armatures:
Les nervures de renfort et les brides de montage sont soudées au corps de la plaque par soudage à l'arc submergé (SAW) ou soudage sous gaz inerte (MIG). Les cordons de soudure sont rectifiés pour éviter la concentration des contraintes.
Le traitement thermique après soudage (PWHT) est effectué à 600–650 °C pendant 2 à 4 heures pour réduire les contraintes de soudage et éviter les fissures pendant le fonctionnement.
Traitement de surface:
La surface d'usure est polie jusqu'à une rugosité de Ra6,3–12,5 μm afin de minimiser l'adhérence du matériau. Pour les plaques AR400, aucun revêtement supplémentaire n'est nécessaire en raison de leur résistance intrinsèque à l'usure ; les plaques Mn13 peuvent être passivées pour éviter la rouille.
Installation de revêtement:
Des revêtements résistants aux chocs (UHMWPE ou céramique) sont collés à la surface intérieure à l'aide de colles époxy, et des boulons sont ajoutés pour renforcer les zones d'usure. Les bords du revêtement sont scellés au silicone pour empêcher toute pénétration de matériau entre le revêtement et le corps de la plaque.
5. Processus de contrôle qualité
Validation des matériaux:
Pour les plaques en fonte : l'analyse spectrométrique confirme la composition chimique (Cr : 20–26 %, C : 2,5–3,5 %). Le test de dureté (Rockwell C) garantit une dureté HRC de 58–65.
Pour les plaques d'acier : les essais de traction vérifient la résistance de l'AR400 (≥ 1300 MPa) et la ténacité du Mn13 (allongement ≥ 40 %).
Contrôles de précision dimensionnelle:
La machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) vérifie les dimensions globales, la planéité des brides (≤ 1 mm/m) et les positions des trous (± 0,2 mm).
Le rayon de courbure est mesuré à l'aide d'un gabarit, avec une tolérance de ± 1 mm.
Inspection de la qualité des soudures:
Les cordons de soudure sont inspectés visuellement et par ultrasons afin de détecter toute porosité, fissure ou fusion incomplète. La résistance des soudures est testée par échantillonnage destructif (résistance à la traction ≥ 480 MPa).
Essais d'impact et d'usure:
Essai d'impact : un bloc d'acier de 50 kg est lâché d'une hauteur de 1 m sur la surface de la plaque, sans déformation ni fissure visible.
Essais d'abrasion : les échantillons sont soumis à des essais sur roue à sable sec/caoutchouc ASTM G65, avec une perte de poids ≤ 0,5 g/1 000 cycles pour l'AR400 et ≤ 0,3 g/1 000 cycles pour la fonte à haute teneur en chrome.
Tests d'assemblage et de fonctionnement:
La plaque d'alimentation est montée à titre d'essai sur le châssis du concasseur pour garantir un alignement correct avec l'entrée d'alimentation (écart ≤ 2 mm).
Un test d’écoulement de matière est effectué avec du minerai simulé (particules de 50 à 100 mm) pour vérifier une distribution uniforme et l’absence de rétroprojection.
Inspection finale:
Un examen complet de toutes les données de test, y compris les certificats de matériaux, les rapports dimensionnels et les résultats CND, est effectué avant l'approbation.
La plaque est marquée avec les numéros de pièces, la qualité du matériau et la date d'inspection pour la traçabilité.
Grâce à ces mesures de fabrication et de contrôle de la qualité, la plaque d'alimentation atteint une résistance élevée aux chocs, à l'usure et à la précision dimensionnelle, garantissant une alimentation fiable des matériaux et une protection du concasseur à cône dans les opérations continues et intensives.
