Choisir le matériau de revêtement adapté à un broyeur à boulets Il s'agit d'une décision cruciale qui a une incidence directe sur la disponibilité du broyeur, son rendement, les coûts de maintenance et la qualité du produit. Ce choix doit tenir compte à la fois de la résistance à l'usure, de la ténacité, du coût et des conditions d'exploitation spécifiques à chaque compartiment. Vous trouverez ci-dessous un guide pratique fondé sur l'expérience du secteur et la science des matériaux.

1. Principes généraux

• Adapter la dureté aux corps de broyage: La dureté du revêtement doit généralement se situer entre 2 et 3 points HRC inférieur que celle des billes en acier. Si le revêtement est plus dur que les billes, cela accélère l'usure de ces dernières ; s'il est trop tendre, c'est le revêtement qui s'use rapidement.
• Adapter la dureté au matériau à meuler: La dureté de service de la gaine (après écrouissage) doit être comprise entre 0,8 et 1,3 fois celle du matériau d'alimentation afin de résister au labourage et à la coupe.
• Trouver le juste équilibre entre dureté et ténacité: Une dureté plus élevée améliore la résistance à l'usure mais réduit la ténacité. Les revêtements doivent résister aux chocs sans se fissurer. Par conséquent, le compartiment avant (soumis à des chocs importants) nécessite une ténacité plus élevée, tandis que les compartiments arrière (soumis à une forte abrasion) nécessitent une dureté plus élevée.
• Tenez compte de la taille du moulin: Les grands laminoirs génèrent des forces d'impact plus importantes et nécessitent des matériaux présentant une meilleure ténacité et une meilleure résistance à la fatigue ; les petits laminoirs exercent un impact moindre, ce qui permet d'utiliser des matériaux plus durs mais plus cassants.
• Examinons le processus de broyage: Les broyeurs à humide peuvent nécessiter l'utilisation de matériaux résistants à la corrosion (par exemple, du caoutchouc ou des fontes à haute teneur en chrome offrant une bonne résistance à la corrosion) ; les broyeurs à sec sont quant à eux davantage exposés à l'usure par abrasion.

2. Sélection par compartiment et par fonction

3. Recommandations spécifiques aux matériaux

• Acier à haute teneur en manganèse (acier austénitique au manganèse): Convient uniquement au premier compartiment de grandes usines lorsque les chocs sont suffisamment violents pour provoquer un durcissement par déformation. À éviter dans les compartiments étroits, les petits broyeurs ou lorsque les chocs sont faibles. À éviter également pour les membranes, car la déformation plastique obstrue les fentes de la grille.
• Fonte à haute teneur en chrome: Excellente résistance à l'usure (4 à 6 fois supérieure à celle de l'acier au manganèse), mais fragile. À utiliser uniquement pour des revêtements de petite taille et de forme simple (par exemple, petits carrés à un seul boulon). Convient à tous les compartiments des broyeurs ≤ φ2,2 m, ainsi qu’aux compartiments arrière des broyeurs plus grands. Non recommandé pour les revêtements de grande taille, minces ou de forme complexe.
• Acier multi-allié à teneur moyenne en carbone: Un acier polyvalent de qualité : dureté et ténacité équilibrées, pour un coût modéré. Convient à tous les compartiments ainsi qu’aux diaphragmes et aux plaques de grille. Il est de plus en plus privilégié par rapport à l’acier à haute teneur en manganèse.
• Fonte à faible teneur en chrome: Bon rapport qualité-prix pour les compartiments fins des petits broyeurs, mais manque de résistance dans les zones soumises à de forts chocs.
• Acier faiblement allié (Cr, Mo, etc.): Bonne trempabilité et dureté homogène sur toute l'épaisseur ; convient à tous les compartiments.
• Fonte blanche / fonte d'alliage: Peu coûteux et résistant à l'usure, mais très cassant. À utiliser uniquement dans les compartiments à cylpeb des petits moulins, de préférence sous forme de briques (sans trous de fixation).
• Douilles en caoutchouc: Léger, silencieux et durable dans les broyeurs humides à broyage fin, mais soumis à une limite de température (< 80 °C) et ne convenant pas aux compartiments secs ou à fort impact.
• Pierre moulée (diabase): Très fragile, réservé aux petits broyeurs équipés de petites billes (≤ 40 mm) ou de cylpebs, et à basse température (< 150 °C).

4. Autres considérations pratiques

• Coût contre vie: Les aciers à haute teneur en chrome et les aciers multi-alliés ont un coût initial plus élevé, mais une durée de vie plus longue, ce qui réduit les temps d'arrêt liés à la maintenance. Réalisez une analyse du coût du cycle de vie.
• Qualité de fabrication: Choisissez des fournisseurs proposant des services fiables en matière de moulage, de traitement thermique et de contrôle qualité – les défauts tels que la porosité, les scories ou une trempe inadéquate réduisent considérablement les performances.
• Conception de l'épaisseur du revêtement: Pour les zones soumises à une usure rapide (par exemple, la tête d'alimentation), augmentez l'épaisseur locale ou divisez-la en plusieurs anneaux afin de concentrer l'usure sur des sections remplaçables.
• Douilles rainurées: Si vous utilisez des manchons rainurés, notez qu’ils fonctionnent mieux avec des boulettes de grande taille (et non multigrades) et qu’ils nécessitent une teneur en humidité de l’alimentation inférieure à 2% pour éviter tout colmatage.
• Compatibilité avec les corps de broyage: Si vous utilisez des billes à forte teneur en chrome, les revêtements à forte teneur en chrome offrent des avantages synergiques.

5. Résumé de la sélection rapide

Dernier conseil: Aucun matériau n’est idéal dans toutes les situations. Il convient de toujours évaluer le niveau d’impact, le caractère abrasif du produit à broyer, le diamètre du broyeur, la température, l’humidité et la stratégie d’entretien. En cas de doute, l’acier multi-allié à teneur moyenne en carbone constitue un choix sûr et polyvalent pour la plupart des compartiments, tandis que la fonte à haute teneur en chrome offre les meilleures performances dans les zones de broyage fin abrasif, à condition que sa fragilité soit maîtrisée grâce à une conception adaptée (petits blocs, formes simples).