Que fait un concasseur à percussion ? | Principe de fonctionnement et types

Qu'est-ce qu'un concasseur à percussion ?

Un concasseur à percussion est une machine qui utilise une force d'impact à grande vitesse pour briser les roches, le béton et d'autres matériaux en morceaux plus petits et plus uniformes. Au lieu de presser l'aliment entre deux surfaces rigides, il frappe le matériau avec des barres de soufflage à rotation rapide, le projette contre des plaques d'impact en acier et permet à des collisions répétées de réduire chaque particule jusqu'à ce qu'elle soit suffisamment petite pour passer à travers l'ouverture de décharge.

Ce principe unique différencie les concasseurs à percussion des machines à compression. Un concasseur à mâchoires presse la roche entre deux plaques à mâchoires, et un concasseur à cône presse le matériau entre un manteau et un bol concave. Les deux utilisent une pression appliquée lentement. Un concasseur à percussion délivre un coup soudain et à haute énergie qui brise la roche le long des lignes de fracture naturelles.

Étant donné que la force de rupture frappe directement le matériau, les concasseurs à percussion atteignent certains des taux de réduction les plus élevés de l'industrie, généralement de 12:1 à 15:1. Un seul passage peut faire passer le calcaire brut de carrière d'environ 400 mm à un produit de 40 mm, c'est pourquoi de nombreuses usines éliminent le concasseur à mâchoires sur la roche tendre et les matériaux recyclés.

Le même mécanisme produit également des particules cubiques comportant peu de morceaux plats. Pour une mise en œuvre prête pour la production, explorez notre série de concasseurs à percussion PF et voyez comment la vitesse du rotor et l'écartement des plaques correspondent aux différentes courbes de produits.

Comment fonctionne un concasseur à percussion ?

Le cycle de concassage à l’intérieur d’un concasseur à percussion suit la même séquence à chaque passage :

1. Les aliments tombent par la goulotte sur le rotor.
2. Le rotor en rotation le frappe avec des barres de frappe.
3. Le coup projette le matériau contre les plaques d'impact.
4. La collision brise les particules qui rebondissent vers le rotor.
5. Le cycle se répète jusqu'à ce que les particules soient suffisamment petites pour traverser l'espace entre le rotor et la plaque et sortir.

Deux réglages contrôlent la taille du produit. Une vitesse de rotor plus élevée projette le matériau plus dur et produit un produit plus fin. Le rapprochement des plaques d'impact force le matériau à rester plus longtemps dans la chambre ; les déplacer vers l’extérieur laisse passer les matériaux plus grossiers.

Les barres de soufflage sont l’élément le plus usant. Un rotor typique en porte trois ou quatre, en acier allié à haute teneur en chrome ou en manganèse, et ils sont retournés ou remplacés à mesure que le bord d'attaque s'use. Sur du calcaire tendre, ils durent des mois ; sur le granit abrasif, le taux d’usure grimpe fortement et influe directement sur le coût à la tonne.

Deux types principaux : concasseurs à percussion HSI et VSI

Les concasseurs à percussion se déclinent en deux configurations mécaniquement différentes : les impacteurs à arbre horizontal (HSI) et les impacteurs à arbre vertical (VSI). Les deux brisent la roche par impact, mais ils servent à des étapes différentes et produisent des résultats différents.

Impacteur à arbre horizontal (HSI)

Le HSI possède un rotor qui tourne autour d'un axe horizontal. La matière entre par le haut, est frappée par les battoirs et est projetée contre les plaques d'impact. C'est le type le plus courant, il accepte de grosses alimentations et fonctionne comme concasseur primaire sur la roche tendre ou le béton récupéré, ou comme concasseur secondaire derrière une mâchoire. Il traite le béton armé avec des barres d'armature, de l'asphalte, du gravier et de la pierre naturelle, du calcaire tendre à la roche ignée plus dure. Le rendement est cubique, avec peu de fines, un avantage majeur pour les acheteurs de granulats.

Impacteur à arbre vertical (VSI)

Le VSI est doté d'un rotor qui tourne autour d'un axe vertical, accélérant l'alimentation et l'éjectant à grande vitesse contre un anneau d'enclume ou un rideau de matériau tombant. L'action roche sur acier tolère les aliments humides ou collants ; L'action roche sur roche produit la meilleure forme de particules et la plus faible usure du métal, c'est pourquoi elle domine la production de sable manufacturé.

Un VSI fonctionne presque toujours comme un concasseur tertiaire, acceptant une alimentation de 2 pouces ou moins. Si un circuit conique produit un agrégat feuilleté, un VSI le remodèle en matériau cubique. Si l’usine a besoin de sable manufacturé, elle transforme le surplus de pierre concassée en une fraction de 0 à 5 mm. Pour une mise en œuvre spécifique, consultez notre concasseur à percussion à arbre vertical VSI pour la fabrication de sable.

La différence pratique est simple :

• HSI : rotor horizontal, impact par barre de soufflage, accepte des avances importantes, rôle primaire ou secondaire, débit élevé, tolère les barres d'armature et les matériaux collants.
• VSI : rotor vertical, action roche sur roche ou roche sur acier, nécessite une petite alimentation, rôle tertiaire uniquement, idéal pour le façonnage et la production de sable.

Quels matériaux un concasseur à percussion peut-il traiter ?

Les concasseurs à percussion traitent une large gamme de roches naturelles, de minerais et de matériaux recyclés, mais ils sont plus économiques lorsque l'alimentation est molle à moyennement dure. Les matériaux qui apparaissent le plus souvent dans les projets sont :

• Roche naturelle tendre à moyennement dure : calcaire, dolomite, grès, gypse.
• Roche ignée moyennement dure : granit, basalte et gravier, avec un coût d'usure plus élevé.
• Minerais : minerai de fer, minerai de cuivre et minerai d'or dans des conditions de dureté compatibles.
• Matériaux recyclés : béton armé, fraisages d'asphalte, brique et débris de construction et de démolition.
• Autres aliments : clinker de ciment, scories et minéraux industriels sélectionnés.

La limite pratique est l’abrasivité et non la dureté. Plus l’alimentation est abrasive, plus les barres de soufflage et les plaques d’impact s’usent rapidement. Le granit et le basalte peuvent être concassés, mais le coût d'usure par tonne peut dépasser un circuit à mâchoires et à cône, c'est pourquoi la plupart des carrières réservent les concasseurs à percussion au calcaire et autres roches carbonatées.

Trois domaines d'application couvrent la plupart des projets : la production de granulats, où les concasseurs à percussion sont la norme dans les carrières de calcaire ; l'exploitation minière, où ils réduisent les minerais plus mous en une seule étape ; et le recyclage de construction et de démolition, où le HSI est la valeur par défaut car il traite le béton avec des barres d'armature intégrées sans colmatage.

Concasseur à percussion, concasseur à mâchoires ou concasseur à cône : comment choisir ?

Chaque famille de concasseurs est optimisée pour une partie différente du processus de concassage. Le tableau ci-dessous résume les différences pratiques.

Un ensemble simple de règles « si-alors » couvre la plupart des cas de sélection :

• Si l'alimentation est constituée de roches dures et abrasives telles que le granit ou le basalte, utilisez une mâchoire pour le travail principal et un cône pour le travail secondaire. Vous pouvez comparer nos séries de concasseurs à mâchoires lors du dimensionnement de l'étage primaire.
• Si l'alimentation est constituée de broyeurs de calcaire, de dolomite, de béton ou d'asphalte, un concasseur à percussion est généralement la solution la plus économique car il combine une réduction élevée avec un produit cubique.
• Si un cône secondaire produit des granulats feuilletés, ajoutez un VSI pour le façonnage.
• Si le projet nécessite du sable manufacturé, exécutez un VSI au stade tertiaire.
• S'il s'agit d'un projet de recyclage de courte durée, un seul HSI équipé d'un plateau de criblage peut représenter l'ensemble de l'usine.

La logique économique suit toujours le coût d'usure à la tonne. Les nouvelles barres de soufflage en alliage ont élargi le chevauchement entre l'écrasement par impact et par compression, de sorte qu'une analyse d'alimentation bat une règle empirique.

Comment un concasseur à percussion s’intègre-t-il dans une usine de concassage complète ?

Un concasseur à percussion fonctionne rarement seul. Il fonctionne à l'intérieur d'une chaîne qui commence par un alimentateur vibrant et se termine par des stocks de produits, avec des cribles et des convoyeurs entre les deux.

Dans une usine à un étage, la ligne est constituée d'un alimentateur vibrant, d'un HSI primaire, d'un tamis vibrant et d'un convoyeur de retour. Les produits surdimensionnés retournent au concasseur et les produits sous-dimensionnés sont envoyés aux stocks de produits. Cette configuration supprime le concasseur à mâchoires et est courante pour les opérations de calcaire dans la plage de 100 à 300 t/h.

Dans une usine à deux étages, un concasseur à mâchoires effectue une réduction primaire, le rejet est tamisé, les produits surdimensionnés entrent dans un HSI pour le concassage secondaire et les produits secondaires peuvent alimenter un VSI pour le façonnage ou la fabrication de sable. Un laveur de sable peut suivre lorsque les spécifications exigent des fines propres.

La flexibilité du concasseur à percussion constitue son principal avantage dans la conception des installations. Avec une alimentation inférieure à environ 400 mm et des matériaux mous, il couvre à la fois les tâches primaires et secondaires. Avec une alimentation dure et volumineuse, il joue un rôle secondaire derrière une mâchoire. L'équipement environnant détermine si le concasseur fonctionne à sa capacité nominale ou s'il reste étouffé la moitié de la journée.

Considérations clés avant d’acheter un concasseur à percussion

Un concasseur à percussion adapté au contexte de l’alimentation animale et de l’usine réduit les coûts et améliore la qualité du produit. Une machine dépareillée brûle les battoirs. Les facteurs qui comptent dans la pratique sont :

1. Caractérisation des aliments : dureté, abrasivité, humidité et teneur en barres d’armature. Chaque décision de conception découle de ces chiffres.
2. Conception du rotor et configuration des barres de soufflage : le nombre de barres de soufflage, le diamètre du rotor et le choix de l'alliage déterminent le débit et la durée de vie.
3. Réglage de la plaque d'impact : le réglage hydraulique modifie la taille du produit en quelques minutes ; le réglage des cales est moins cher mais plus lent.
4. Correspondance de capacité et de puissance : vérifiez par rapport à votre débit d'alimentation réel et à la courbe de produit.
5. Comportement en circuit fermé : le concasseur doit accepter les surdimensions en recirculation sans pompage ni colmatage.
6. Disponibilité des pièces détachées : renseignez-vous sur les niveaux de stock et les délais avant de signer. Une attente de deux semaines pour les battoirs peut faire tourner toute la ligne au ralenti, alors assurez-vous que des pièces d'usure d'origine pour concasseur à percussion sont disponibles.
7. Livraison et installation : le fabricant peut citer un délai de livraison moyen de 20 jours ; confirmez la chronologie de votre configuration.
8. Assistance après-vente : les diagnostics à distance, le service sur site et la formation des opérateurs affectent la rapidité avec laquelle les pannes sont résolues.

Parcourez la liste dans l’ordre. La caractérisation de l'alimentation est la base, la conception du rotor est le cœur de la machine et la disponibilité des pièces de rechange fait la différence entre un investissement rentable et un actif inutilisé coûteux.

Conclusion

La réponse à la question de savoir à quoi sert un concasseur à percussion est simple : il réduit la roche et les matériaux recyclés par impact à grande vitesse jusqu'à ce que chaque particule atteigne la taille requise. Parce qu'il utilise de l'énergie cinétique plutôt qu'une compression lente, il offre des taux de réduction parmi les plus élevés de l'industrie et un produit nettement cubique.

Utilisez un HSI pour le concassage primaire ou secondaire de roches tendres à moyennes, de béton et d'asphalte lorsque la forme cubique est importante. Utilisez un VSI pour le façonnage tertiaire ou le sable fabriqué. Choisissez un concasseur à percussion lorsque l'alimentation n'est pas très abrasive ; choisissez un circuit à mâchoires et cônes lorsque le coût d'usure domine.

Définissez votre alimentation, définissez votre courbe produit, puis comparez les configurations de rotors et les délais de livraison des pièces détachées. Si vous connaissez votre matériau et souhaitez commencer à faire correspondre une machine à vos numéros, la série de concasseurs à percussion PF est un point de référence judicieux.