(1) Performances d'application des matériaux de revêtement couramment utilisés

① Revêtements en acier à haute teneur en manganèse
Composition chimique : w(C) = 0,9%–1,3%, w(Si) = 0,3%–0,8%, w(Mn) = 11,0%–14%, w(P) < 0,1%, w(S) 150 J/cm²) et une dureté HRC > 45. Cependant, sa dureté initiale est faible (HRC < 20) et ne peut être augmentée de manière significative (jusqu’à HRC 45 ou plus selon les essais) que sous l’effet de forces d’impact élevées. Il peut être utilisé dans la chambre de broyage des broyeurs à tubes, mais sa durée de vie est courte (environ 2 ans). En raison de sa faible limite d’élasticité, il est sujet à l’écoulement plastique, à la déformation par bombement, voire à la rupture des boulons de revêtement. Il n’est pas adapté au compartiment de broyage fin (en particulier le compartiment à cylindres) des petits broyeurs à tubes (diamètre ≤ 2,2 m), car les corps de broyage présents dans ce compartiment ont une faible densité et une faible force d’impact ; la dureté de l’acier à haute teneur en manganèse n’augmente donc pas de manière significative, ce qui entraîne une usure rapide du revêtement. Les diaphragmes et les plaques de grille en acier à haute teneur en manganèse sont également sujets au rétrécissement et au colmatage des fentes.

② Fonte à haute teneur en chrome Doublures
Composition chimique : w(Cr) = 14%–16%, w(Mo) = 2,5%–3,0%, w(C) = 2,4%–4,8% (fonte à haute teneur en carbone et en chrome 3,2%–3,6%, fonte à teneur moyenne en carbone et à haute teneur en chrome 2,8%–3,2%, fonte à faible teneur en carbone et à haute teneur en chrome 2,4%–2,8%), w(S) < 0,05%, w(P) < 0,10%. Leurs caractéristiques de performance comprennent une dureté élevée (dureté à l’état brut de coulée HRC 51–56, dureté après trempe HRC 62–67), une bonne résistance à l’usure (4 à 6 fois supérieure à celle de l’acier à haute teneur en manganèse), une bonne résistance à la chaleur (les propriétés mécaniques varient peu lors d’un fonctionnement à long terme entre 400 et 700 °C) et une certaine résistance à la corrosion. Cependant, ils manquent de ténacité, présentent une forte sensibilité à la concentration des contraintes et sont coûteux. Ils conviennent aux deuxième et troisième compartiments des laminoirs à tubes de grande et moyenne taille (où les blocs de contrainte sont plus petits et l’épaisseur plus importante), ainsi qu’à tous les compartiments des laminoirs à tubes d’un diamètre ≤ 2,2 m. La durée de vie peut dépasser 6 ans. Les revêtements présentant des structures complexes, des parois minces et de grandes dimensions, ainsi que les plaques de grille, ne sont pas adaptés.

③ Doublures en fonte à faible teneur en chrome
Contenant du chrome 2%–3%, avec une dureté Rockwell élevée (HRC 48–55). Ces aciers présentent les avantages d’une dureté élevée et d’une bonne résistance à l’usure (2 à 3 fois supérieure à celle de l’acier à haute teneur en manganèse), mais leur ténacité est insuffisante. Ils peuvent être utilisés dans la section de broyage fin des laminoirs à tubes. En raison de leur prix relativement bas, ils sont largement utilisés.

④ Douilles en acier faiblement allié à teneur moyenne en carbone
Ils présentent une dureté élevée (HRC 42–48), une bonne résistance aux chocs (25–40 J/cm²), aucune déformation et une résistance à l'usure 1,2 à 1,5 fois supérieure à celle de l'acier à haute teneur en manganèse. Ils offrent un large éventail d'applications et peuvent être utilisés dans tous les compartiments des laminoirs à tubes de différentes tailles. Ils conviennent également à la fabrication de diaphragmes intermédiaires et de plaques de grille, à un prix modéré.

⑤ Douilles en acier multi-allié à teneur moyenne en carbone
Cet acier est obtenu par alliage d’un acier à teneur moyenne en carbone avec 4%–6% de chrome, 0,4%–0,8% de molybdène et des oligo-éléments tels que le V, le Ti et le Re, suivi d’un traitement thermique de trempe à l’air et de revenu. Il présente de bonnes propriétés mécaniques globales, avec une dureté de HRC 48–56, une ténacité à l’impact αk de 15–25 J/cm² et une résistance à la traction σb ≥ 10 MPa. Utilisé sur les chemises à gradins classiques, les chemises à spirale angulaire, les chemises rainurées et les chemises hyperboloïdales à rainures annulaires, sa durée de vie est 1 à 2 fois supérieure à celle des chemises en acier à haute teneur en manganèse. Cette chemise présente un prix modéré et peut être utilisée dans tous les compartiments des laminoirs à tubes.

⑥ Revêtements en acier allié à faible teneur en chrome
Contenant du chrome 2%–3%, avec une dureté Rockwell comprise entre HRC 40 et 42. Elles présentent une bonne résistance aux chocs et peuvent être utilisées dans le compartiment de broyage grossier des laminoirs à tubes.

⑦ Revêtements en acier faiblement allié
Contenant des éléments tels que le Cr et le Mo, ils offrent une bonne trempabilité, une dureté similaire en surface et à l'intérieur, une résistance élevée et une bonne ténacité. Ils peuvent être utilisés dans tous les secteurs des usines de fabrication de tubes.

⑧ Revêtements en alliage à haute teneur en chrome
Contenant du chrome 12%–15%, avec une dureté de HRC 50–55, une résistance à la traction de 8,8–11,8 MPa et une ténacité à l'impact de 4–10 J/cm². Elles conviennent à tous les compartiments des laminoirs à tubes de différentes tailles et peuvent également être utilisées pour la fabrication de diaphragmes intermédiaires. Leur durée de vie est cinq fois supérieure à celle de l’acier à haute teneur en manganèse. Associées à des billes à haute teneur en chrome, leurs performances sont encore meilleures.

⑨ Revêtements en fonte blanche ou en fonte brute alliée
Ils présentent une bonne résistance à l'usure mais sont fragiles ; ils ne peuvent donc être utilisés que dans le compartiment des cylpebs des petits broyeurs. Il est préférable de les utiliser sous forme de revêtements de type brique (encastrés) sans trous de boulons, ce qui compense leur faible résistance aux chocs tout en conservant leur haute résistance au frottement (les cylpebs générant un frottement élevé). Leur durée de vie est 2 à 3 fois supérieure à celle de l’acier à haute teneur en manganèse, et comme leur prix est bien inférieur à celui de ce dernier, ils constituent une solution rentable.

⑩ Revêtements en caoutchouc
La température de fonctionnement doit être inférieure à 80 °C, et ces éléments ne peuvent être utilisés que dans des broyeurs bruts à procédé humide. Ils présentent les avantages suivants : légèreté, facilité d’installation et de démontage, bonne résistance à l’usure, longue durée de vie (lorsqu’ils sont utilisés dans les compartiments de concassage fin et de broyage fin) et faible niveau sonore.

⑪ Revêtements en pierre moulée (également appelées revêtements en diabase). Elles présentent une bonne résistance à l'usure et à la corrosion, sont légères et ne collent pas aux matériaux. Elles sont toutefois fragiles et ne conviennent qu'aux petits compartiments à billes (diamètre des billes ne dépassant pas 40 mm) ou aux compartiments à cylpeb des petits broyeurs tubulaires. Leur température de fonctionnement doit être inférieure à 150 °C ; elles ne conviennent pas aux broyeurs de séchage. Leur durée de vie est deux fois supérieure à celle des revêtements en fonte blanche, et leur prix est inférieur à celui de la fonte blanche. Ces revêtements sont fixés selon la méthode de pose de briques.

Parmi les revêtements cités ci-dessus, les cinq premiers types sont les plus couramment utilisés.

(2) Précautions à prendre lors du choix des revêtements de laminoirs à tubes

① Une dureté suffisante est nécessaire pour garantir une résistance élevée à l'usure sous certaines charges d'impact. La dureté des revêtements de chaque compartiment doit augmenter progressivement de l’extrémité d’alimentation vers l’extrémité de décharge : la dureté des revêtements du compartiment avant doit être comprise entre HRC 48 et 50, tandis que celle des compartiments central et arrière doit être comprise entre HRC 50 et 55.

② Bonne ténacité est nécessaire pour garantir l'absence de fissuration sous l'effet de certaines forces d'impact. La ténacité des revêtements dans chaque compartiment doit diminuer progressivement de l'extrémité d'alimentation vers l'extrémité de décharge : la résistance aux chocs du compartiment avant doit être comprise entre 10 et 20 J/cm² ou supérieure, tandis que celle des compartiments central et arrière doit être comprise entre 5 et 10 J/cm² (la valeur la plus élevée s'applique aux laminoirs de plus grand diamètre). Pour répondre à la fois aux exigences de dureté et de résistance aux chocs, il est recommandé d’utiliser des revêtements en acier allié à teneur moyenne ou faible en carbone pour le premier compartiment des grands broyeurs tubulaires ; des revêtements en fonte à haute teneur en chrome peuvent être choisis pour le premier compartiment des laminoirs à tubes de petite et moyenne taille ; et des revêtements en acier moulé résistant à l’usure à haute dureté ou en fonte alliée résistante à l’usure sont recommandés pour le deuxième compartiment des laminoirs de toutes tailles. Les revêtements des couvercles d’extrémité et les diaphragmes intermédiaires de tous les types de broyeurs doivent être moulés en acier allié à teneur moyenne ou faible en carbone (avec une dureté de HRC 45–52 et une ténacité aux chocs de 15–25 J/cm²), ou fabriqués en acier allié au chrome à haute teneur en manganèse.

③ La dureté des bagues doit correspondre à celle des billes d'acier. En règle générale, la dureté du revêtement doit être inférieure de 2 à 3 HRC à celle des billes en acier.

④ La dureté de la surface usée de la chemise doit être comprise entre 0,8 et 1,3 fois la dureté du matériau à meuler.

⑤ Le moulage et le traitement thermique des chemises doit être exempt de défauts majeurs tels que des pores, des inclusions de scories, des fissures, une trempe insuffisante ou une surchauffe, qui pourraient autrement nuire aux performances du revêtement.

⑥ La durée de vie devrait être relativement longue (les réglementations étrangères prévoient plus de 20 000 heures), et le prix devrait être raisonnable.

⑦ Le fabricant des revêtements Il devrait s'agir d'une usine dotée d'une technologie éprouvée, d'équipements de pointe, d'un système complet d'assurance qualité et d'installations d'essai fiables.