Mangeoires à tablier: les bêtes de somme de la manutention

Suite à la publication du numéro d’ octobre de l’ International Mining et, plus précisément, de la fonction annuelle de concassage et de convoyage en fosse, nous avons examiné de plus près l’un des éléments de base qui composent ces systèmes, les mangeoires à tablier.

Dans le secteur minier, les mangeoires à tablier jouent un rôle majeur pour garantir des opérations fluides et augmenter la disponibilité. Ils sont très divers dans leur application au sein d’un circuit de traitement des minéraux; cependant, leurs capacités complètes ne sont pas largement connues dans 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 de bac d’alimentation) est un type mécanique d’alimentation utilisé dans les opérations de manutention des matériaux pour transférer (alimenter) le matériau vers un autre équipement ou extraire le matériau (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:

  • Les tabliers permettent un meilleur contrôle de l’alimentation pour éviter que le matériel alimentant l’équipement en aval ne s’étouffe;
  • Ils peuvent absorber le choc du chargement du matériau directement sur le chargeur avec un lit peu profond (l’impact descendant sur le chargeur lorsque le matériau est déversé est important); et
  • Les mangeoires à tablier peuvent récupérer une variété de matériaux secs ou humides de différentes tailles à un taux uniforme, cette flexibilité étant appliquée dans de nombreuses applications.

Quels sont les avantages d’utiliser une mangeoire à tablier de type chaîne de tracteur?

Un chargeur de tablier de type chaîne de tracteur fait référence à la chaîne de train de roulement, aux rouleaux et aux roues de queue qui sont également utilisés dans les bulldozers et les excavatrices. Ce style d’alimentation 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 interne et la bague, 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 augmente la durée de vie.

Dans l’ensemble, les avantages comprennent une fiabilité accrue, moins de pièces de rechange, moins d’entretien 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. Eh bien, contrairement à la croyance populaire, ils peuvent être installés sur une pente! Il y a de nombreux avantages et capacités supplémentaires qui en découlent. Dans l’ensemble, il faut moins d’espace lors de l’installation d’un chargeur 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 mangeoires à tablier incliné sont plus indulgents lorsqu’il s’agit de gros morceaux de matériau et, dans l’ensemble, augmenteront le volume dans la trémie et réduiront 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 bac d’alimentation sur une pente pour optimiser le processus. Une trémie correctement 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 du chargeur à tablier – plus vite c’est toujours mieux, non?

L’idée fausse commune concernant l’utilisation de tout équipement est: «plus vite, c’est mieux». Dans le cas des mangeoires à tablier, rien ne pourrait être plus éloigné de la vérité. La vitesse optimale vient de trouver cet équilibre où l’efficacité rencontre la vitesse de transport. Ils fonctionnent à des vitesses plus lentes que les alimentateurs à bande, mais pour une bonne raison.

Normalement, la vitesse optimale d’un chargeur 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 convoyeur 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 possibles poussières fugitives 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 la taille et du type de minerai?

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

En règle générale, une règle de l’industrie à suivre pour les dimensions de votre chargeur à tablier est que la largeur des casseroles (à l’intérieur des jupes) doit être le double de la taille maximale du matériau. D’autres facteurs, comme une trémie ouverte correctement conçue intégrant l’utilisation de «plaques de retournement de roche», peuvent affecter la taille du bac, mais ce n’est pertinent que dans certaines circonstances.

Il n’est pas inhabituel d’extraire 1 500 mm de matériau si un chargeur de 3 000 mm de large est utilisé. Le matériau de moins-300 mm provenant des piles de stockage de minerai de concasseur ou des silos de stockage / mélange est généralement extrait avec des mangeoires à tablier pour alimenter les concasseurs secondaires.

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

Lors du dimensionnement d’un chargeur à tablier et du système d’entraînement respectif (moteur), comme pour de nombreux équipements dans l’industrie minière, l’expérience et la connaissance de l’ensemble du processus sont précieuses. Le dimensionnement des mangeoires à tablier nécessite une connaissance de base des données de l’usine pour être en mesure de remplir avec précision les critères requis pour la «fiche technique d’application» d’un fournisseur (ou la manière dont le fournisseur reçoit ses informations).

Les critères de base qui devraient entrer dans cela comprennent la vitesse d’alimentation (maximale et normale), les caractéristiques du matériau (telles que l’humidité, la gradation et la forme), la taille maximale de la masse du minerai / de la roche, la densité apparente du minerai / de la roche (maximale et minimale) et conditions d’alimentation et de déchargement.

Cependant, parfois, il peut y avoir des variables ajoutées au processus de dimensionnement de l’alimentation de tablier qui devraient être incluses. Une variable supplémentaire principale que les fournisseurs devraient poser est la configuration de la trémie. Plus précisément, l’ouverture de longueur de cisaillement de la trémie (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’une mangeoire à tablier?

Comme indiqué ci-dessus, la densité apparente du minerai / de la roche est l’un des critères de base qui devraient être inclus pour un dimensionnement efficace des alimentations à aire de trafic. 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 (livres / pied cube). Une note spécifique à retenir est que la densité apparente est utilisée pour les mangeoires 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 mangeoires à tablier sont des mangeoires 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 d’utiliser la bonne densité «en vrac» et non la densité «solide» pour dimensionner les 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 système d’alimentation et d’entraînement à tablier (moteur). Mais, comment cela peut-il être déterminé? La longueur de cisaillement de la trémie est la dimension de la plaque arrière de la trémie à la ligne de jupe à 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 réelle du plan de cisaillement 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 tablier d’alimentation?

L’espacement des équipements est essentiel à toute usine. Comme mentionné précédemment, les mangeoires à tablier peuvent être installées sur une pente pour gagner de la place. La sélection de la longueur correcte d’un chargeur de tablier réduira non seulement les dépenses en capital (capex), mais également la consommation d’énergie et les opérations.

Mais comment la longueur optimale est-elle déterminée? La longueur optimale d’une mangeoire 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 convoyeur peut vouloir être un peu plus long pour «acheminer» les matières pour atteindre les équipements en aval et éliminer un point de transfert (et des coûts inutiles).

Pour déterminer le chargeur le plus court et le plus optimal possible, il faut de la 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 dispositif d’alimentation est au repos.

J’ai correctement sélectionné mon chargeur de 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 mangeoires à tablier sont conçues 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 gisement ou les modèles de dynamitage et de mélange.

Les deux types d’entraînements adaptés aux vitesses variables sont un entraînement mécanique utilisant un réducteur à engrenages, un moteur à onduleur et un variateur de fréquence (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 technologiques et des avantages en matière de capex.

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

Ce Q&A a été tiré d’une série de blogs Metso sur les alimentateurs de 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/