Exigences relatives aux revêtements de broyeurs à boulets

Exigences relatives aux revêtements de broyeurs à boulets, ainsi que les avantages et inconvénients des revêtements en caoutchouc et en pierre moulée

14 juillet 2026

I. Conditions de base pour Revêtements de broyeurs à boulets

Les revêtements des broyeurs à boulets comptent parmi les pièces d'usure les plus importantes du broyeur. Leur choix et leur qualité ont une incidence directe sur la disponibilité du broyeur, l'efficacité du broyage et le coût de production. Les exigences relatives aux revêtements peuvent se résumer comme suit :

1. Exigences relatives aux performances des matériaux

Une dureté suffisante: La surface du revêtement doit présenter une dureté élevée pour résister à l'usure par labourage, par coupure et par extrusion provoquée par le matériau. En règle générale, la dureté de la surface de travail doit se situer dans une fourchette comprise entre HRC 45–55 (variant selon le compartiment), et la dureté doit correspondre à celle des billes d'acier – généralement 2 à 3 points HRC de moins que les balles.
Bonne ténacité: Les revêtements doivent résister aux chocs provoqués par les corps de broyage sans se fissurer ni se fracturer. Le compartiment avant, soumis à des chocs importants, nécessite une résistance aux chocs ≥ 10–20 J/cm² ; les compartiments arrière, moins exposés aux chocs, peuvent se contenter d’une résistance moindre (5–10 J/cm²).
Limite d'élasticité suffisante: Pour éviter l'écoulement plastique, le bombement ou la rupture des boulons sous des contraintes élevées.
Résistance à l'usure: Après usure, la dureté de la surface devrait atteindre 0,8 à 1,3 fois la dureté du matériau à meuler, afin de garantir une résistance à l'abrasion efficace à long terme.
Résistance à la chaleur: Dans le cas des broyeurs à sec ou de séchage, les revêtements doivent résister à des températures internes élevées sans perte de performance.
Résistance à la corrosion: Dans le cas des broyeurs à humide ou lors du broyage de matériaux corrosifs, le matériau de revêtement doit présenter une certaine résistance à la corrosion.

2. Exigences dimensionnelles et structurelles

Les dimensions de la doublure sont principalement déterminées par dimensions du regard et facilité d'installation:
- Trop volumineux – ne passe pas par le regard ; difficile à manipuler.
- Trop lourd : installation très exigeante en main-d'œuvre et difficile à fixer.
- Trop petit : cela nécessite davantage de trous de vis, ce qui affaiblit la résistance de la coque.
Référence courante concernant les dimensions des revêtements:
- Longueur : 250 à 500 mm
- Largeur : 300 à 400 mm
- Épaisseur : 40 à 50 mm
- Poids : 30 à 50 kg (30 à 40 kg pour les petits moulins)

3. Conditions d'installation et d'exploitation

Les doublures doivent être bien ajustées contre la coque afin d'éviter tout jeu excessif susceptible d'user celle-ci.
Les assemblages boulonnés doivent être solides et comporter des dispositifs de blocage afin d'empêcher tout desserrage pendant le fonctionnement.
Les revêtements directionnels (par exemple, les revêtements à gradins, les revêtements de classification) doivent être installés dans l'orientation spécifiée.
La pièce moulée et le traitement thermique ne doivent présenter aucun défaut tel que porosité, inclusions de scories, fissures ou trempe insuffisante.
La durée de vie doit généralement être supérieure à 20 000 heures (norme internationale).

4. Exigences économiques

Tout en veillant à respecter les performances requises, choisissez un matériau dont le coût est raisonnable, en tenant compte des coût du cycle de vie (prix d'achat + fréquence de remplacement + pertes liées aux temps d'arrêt).

II. Aperçu général du choix des matériaux couramment utilisés pour les revêtements

Traditionnellement, les revêtements des broyeurs à boulets sont fabriqués à partir de acier à haute teneur en manganèse (ZGMn13) et fonte (fonte blanche ou fonte blanche alliée):

Compartiments Cylpeb (broyage fin) : Des chemises en fonte blanche peuvent être utilisées en raison de leur bonne résistance à l'usure et de leur faible coût.
Compartiments à balles (meulage grossier) : L'acier au manganèse ou l'acier à haute teneur en manganèse est privilégié, car la fonte est trop fragile pour les zones soumises à des chocs importants.

Ces dernières années, douilles en alliage renforcé au nickel et revêtements en alliage dur à haute teneur en chrome ont été adoptées tant en France qu’à l’étranger, et offrent une résistance à l’usure nettement supérieure à celle des revêtements en acier au manganèse. Acier allié au chrome, au manganèse et au silicium Ces revêtements offrent une résistance mécanique et une résistance à l'usure encore supérieures – pouvant atteindre jusqu'à trois fois celles des alliages durcis au nickel.

III. Avantages et inconvénients des revêtements en caoutchouc

Avantages

Avantage	Description
Légèreté	Seulement 1/3 à 1/4 du poids des gaines métalliques, ce qui réduit la charge de la coque et facilite la manutention et l'installation.
Bonne résistance à l'usure	Dans certaines conditions (notamment lors d'un broyage fin en milieu humide), la résistance à l'abrasion du caoutchouc peut dépasser celle des revêtements métalliques.
Longue durée de vie	Dans la chambre de broyage fin des broyeurs à cru humides, leur durée de vie peut être de 2 à 4 fois supérieure à celle des revêtements métalliques.
Installation et démontage faciles	Facile à installer et à retirer, ce qui réduit le temps d'entretien.
Faible niveau sonore	Le caoutchouc absorbe l'énergie d'impact, ce qui réduit le bruit du broyeur de 8 à 15 dB et améliore les conditions de travail.
Consommation d'énergie réduite	Un faible coefficient de frottement réduit le courant du moteur et permet de réaliser des économies d'énergie.
Anti-adhérent	Le matériau n'adhère pas facilement à la surface, ce qui améliore l'efficacité du meulage.

Inconvénients

Inconvénient	Description
Faible résistance à la chaleur	La température de fonctionnement ne doit pas dépasser 70–80 °C; au-delà de cette limite, le caoutchouc vieillit rapidement et sa résistance à l'usure diminue fortement.
Champ d'application restreint	Convient uniquement à broyeurs humides pour matières premières; ne convient pas aux moulins à sec ou aux moulins de séchage.
Coût plus élevé	Le prix d'achat initial est plus élevé que celui des revêtements métalliques classiques.
Effet d'amortissement sur les corps de broyage	Absorbe l'énergie d'impact, atténuant ainsi l'effet de concassage des billes dans le compartiment à gros grains – ne convient pas au premier compartiment.
Non résistant à l'huile et aux solvants	Le contact avec des huiles ou des solvants organiques accélère le gonflement et le vieillissement.

IV. Avantages et inconvénients des revêtements en pierre moulée

Les revêtements en pierre moulée (également appelés revêtements en diabase) sont fabriqués à partir de diabase ou de basalte naturel, soumis à des processus de fusion, de moulage, de cristallisation et de recuit.

Avantages

Avantage	Description
Bonne résistance à l'usure	Supérieur à l'acier à haute teneur en manganèse dans des conditions de broyage fin.
Revêtement par projection de billes	La surface lisse empêche les matériaux de coller, ce qui améliore l'efficacité du broyage.
Légèreté	Réduit la charge du shell et facilite l'installation.
Bonne résistance à la corrosion	Résistant aux acides et aux alcalis, adapté aux matériaux corrosifs.
Coût moindre	Moins cher que la fonte blanche, ce qui en fait un choix économique.

Inconvénients

Inconvénient	Description
Très cassant, faible résistance aux chocs	Ne résiste pas aux chocs violents ; convient uniquement pour compartiments cylpeb ou compartiments pour billes d'un diamètre ≤ 40 mm.
Température de fonctionnement maximale	La température de fonctionnement doit être inférieure à 150 °C; ne convient pas aux séchoirs.
Sujet à la casse	Ce produit doit être manipulé avec précaution pendant le transport et l'installation afin d'éviter tout éclat ou fissure.
Application limitée	Utilisé uniquement dans les broyeurs à tubes de petite taille ou dans les compartiments de broyage fin des broyeurs de taille moyenne à grande.

V. Recommandations en matière de sélection

Conditions de fonctionnement	Matériau recommandé pour la doublure	Raison
Premier compartiment des grands broyeurs (à fort impact)	Acier faiblement allié à teneur moyenne en carbone, acier multi-allié à teneur moyenne en carbone	Bonne ténacité, résiste à la fissuration par choc
Premier compartiment des moulins de petite et moyenne taille	Fonte à haute teneur en chrome (petits blocs carrés, un seul trou de boulon)	Bonne résistance à l'usure, résistance modérée aux chocs
Compartiments de broyage secondaire et de broyage fin	Fonte à haute teneur en chrome, acier multi-allié à teneur moyenne en carbone	Dureté élevée, usure par abrasion prédominante
Compartiment « Cylpeb » des petits moulins	Fonte blanche, revêtements en pierre moulée	Faible coût, faible impact
Broyeur humide (compartiment de broyage fin)	Douilles en caoutchouc	Résistant à l'usure, silencieux, longue durée de vie (si la température est inférieure à 80 °C)
Broyeurs destinés au broyage de matériaux corrosifs	Revêtements en pierre moulée, fonte à haute teneur en chrome	Bonne résistance à la corrosion

Conclusion: Lors du choix des revêtements, il convient de prendre en compte de manière exhaustive taille du broyeur, type de compartiment, propriétés du matériau à broyer, type de corps de broyage, température interne, mode de fonctionnement et budget. Aucun revêtement n'est adapté à toutes les conditions : ce n'est qu'en choisissant les matériaux en fonction des circonstances spécifiques qu'il est possible d'obtenir une qualité élevée, des économies d'énergie et un rendement optimal.

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