Choix des barres de broyage : diamètre, longueur et adaptation au broyeur

Commencer le choix des dimensions des barres de broyage par l’enveloppe de travail réelle du broyeur

La première question pour choisir les dimensions des barres de broyage n’est pas « Quel diamètre vendez-vous ? », mais « À quel broyeur à barres désigné, à quel service d’exploitation et à quelle charge actuelle ces barres doivent-elles convenir ? ». Identifier l’usine, le repère du broyeur, le type de broyeur et le dispositif de décharge, la configuration de la virole et du blindage, le diamètre intérieur, la longueur effective de travail ou de broyage, les équipements d’alimentation et de décharge, ainsi que tout compartiment, releveur, grille, tourillon ou élément d’extrémité qui limite l’enveloppe utile des barres. Obtenir le plan OEM en vigueur, la norme d’usine approuvée ou une mesure de maintenance, plutôt que de copier une dimension provenant d’un broyeur similaire.

La longueur effective de broyage mérite un champ distinct. La brochure Select de Metso utilise EGL comme paramètre de modèle et montre que sa propre gamme de broyeurs à barres comprend plusieurs diamètres et longueurs effectives de broyage. Cette gamme constitue une preuve utile de la variabilité de la géométrie des équipements ; elle ne représente ni une déclaration de capacité de JOTAIN, ni une longueur universelle de barre, ni une autorisation de déduire le jeu. La longueur commandée des barres doit être vérifiée par rapport au broyeur exact, à son blindage et à sa géométrie d’extrémité installés, ainsi qu’à la règle acceptée par l’usine ou l’OEM.

Relever simultanément la charge en service. Pour chaque diamètre, consigner la longueur nominale en service, la masse estimée ou mesurée, le statut fournisseur ou hérité, les pratiques d’ajout et de retrait, le diamètre minimal admis pour les barres usées, les retraits de barres rompues ou cintrées, ainsi que la présence éventuelle de longueurs mélangées ou de barres non identifiées. Les barres fonctionnent normalement selon un alignement approximativement parallèle ; l’état de la charge, les barres usées ou rompues, le désalignement et l’enchevêtrement doivent donc faire partie de la revue d’adaptation. Un plan propre ne peut, à lui seul, décrire une charge en exploitation déformée.

Utiliser l’image de l’intérieur du broyeur uniquement pour situer la limite physique auprès de l’acheteur. Elle ne permet de déterminer ni diamètre ou longueur des barres, ni jeu, granulométrie d’alimentation, masse de charge, vitesse, fournisseur ou montage acceptable. L’usine reste responsable de la sécurité du site, des mesures internes, des procédures d’entrée dans le broyeur et de la consultation de l’OEM. JOTAIN peut utiliser les données approuvées par l’acheteur pour préparer une spécification de fourniture candidate, mais ne doit pas inventer les dimensions manquantes du broyeur.

Sources :[1][2][3]

Établir la fiche de données d’entrée pour le choix des dimensions avant de sélectionner le diamètre ou la longueur des barres

Une spécification utile de barres de broyage commence par cinq blocs de preuves reliés : l’équipement, le matériau, le service du procédé, les performances des corps broyants actuels et la limite d’acceptation commerciale ou d’inspection. Les données d’équipement définissent ce qui peut physiquement entrer et se déplacer. Les données matériau décrivent ce qui doit être fragmenté. Les données procédé définissent le débit requis et le point final produit. Les données sur les corps broyants montrent le comportement de la charge existante. Les données d’acceptation définissent ce qui doit être mesuré, déclaré, approuvé ou mis en attente. Les blocs manquants doivent rester marqués « inconnu » jusqu’à leur vérification ; une hypothèse non vérifiée ne doit pas devenir silencieusement une dimension de commande.

Pour l’alimentation, consigner à la fois la règle de granulométrie maximale utilisée par l’usine et une distribution granulométrique datée, comprenant F80 lorsqu’il est disponible. Ajouter le type ou la campagne de minerai, la masse volumique apparente ou réelle selon le cas, l’humidité ou le pourcentage de solides, le contexte de dureté et d’abrasion, ainsi que des preuves représentatives de broyabilité au broyeur à barres si l’usine les utilise. L’indice de travail Bond au broyeur à barres est un outil de réponse du minerai, pas un calculateur de diamètre de barre. Tavares et ses coauteurs ont proposé et validé sur quatre matériaux une simulation à échantillon réduit de l’essai Bond au broyeur à barres. Le présent guide rattache donc chaque donnée d’indice de travail à l’échantillon, à la méthode et aux conditions testés ; le résultat ne constitue pas un calcul du diamètre des barres de broyage.

Pour le procédé, consigner la distribution granulométrique visée du produit ou P80, les contraintes de séparation en aval, le fonctionnement à sec ou en voie humide, le débit, la vitesse du broyeur ou la plage d’exploitation approuvée, la puissance, les conditions d’eau ou de pulpe, le montage en circuit fermé ou ouvert et la variabilité des campagnes. Le manuel Metso décrit les broyeurs à barres comme des équipements de broyage grossier associés au contrôle de la granulométrie maximale et à une distribution granulométrique relativement étroite du produit. Il s’agit d’un contexte d’application, et non de la preuve qu’une dimension particulière de barre atteindra l’objectif d’un acheteur.

Pour la charge actuelle, utiliser un relevé de charge daté ou le meilleur bilan massique documenté disponible. Consigner le diamètre supérieur des barres d’appoint, les autres diamètres présents, la distribution des barres usées, les longueurs nominales et réelles, la fréquence d’ajout, les critères de retrait, la répartition par fournisseur et les événements de défaillance. Si l’usine ne dispose pas d’une référence fiable, le premier projet peut porter sur l’amélioration des mesures plutôt que sur une comparaison des fournisseurs. L’acheteur peut malgré tout demander une offre, mais l’incertitude et la nécessité d’un essai doivent être explicites.

Ne pas remplacer les données manquantes sur le broyeur, l’alimentation, la charge ou l’acceptation par la gamme d’un catalogue fournisseur. Les champs inconnus peuvent être indiqués dans l’offre comme points ouverts, mais ils ne peuvent étayer une conclusion approuvée de choix dimensionnel.

Sources :[1][3][7]

Sources :[1][3][7]

Choisir le diamètre des barres de broyage comme stratégie candidate de charge, et non au moyen d’une formule universelle

Le diamètre d’une barre de broyage influe sur davantage que la dimension nominale imprimée sur l’étiquette d’un faisceau. Il modifie le nombre de barres pour une masse de charge donnée, la géométrie de contact, la masse par barre, la distribution des dimensions d’appoint et des barres usées, ainsi que la façon dont les particules grossières rencontrent la charge. En pratique, la décision porte donc généralement sur un diamètre supérieur candidat pour les barres d’appoint et une répartition dimensionnelle en service adaptée à une alimentation et à un service précis, plutôt que sur une valeur permanente déduite du seul diamètre du broyeur.

Les travaux évalués par les pairs confirment la nécessité d’un choix propre au site. Zeng et Forssberg ont fait varier la granulométrie d’alimentation et la composition de la charge de barres lors d’essais de broyage discontinu à sec en laboratoire. La granulométrie d’alimentation a influé sur les résultats mesurés, tandis que l’effet de la composition de la charge sur la finesse du produit est resté faible dans ces conditions ; un plus petit diamètre de barre a influé sur les indicateurs d’utilisation de l’énergie. Ces résultats n’établissent pas une formule universelle de dimensionnement industriel. Xiao et ses coauteurs ont comparé des barres de 80 mm et 100 mm dans une usine de traitement de bauxite et ont rendu compte d’une optimisation propre au site. Sans nouvelles preuves, ces valeurs et gains ne peuvent être transposés à un autre minerai, broyeur, circuit, type de barre traitée thermiquement ou domaine d’exploitation.

Utiliser des jalons pour la dimension candidate. Confirmer d’abord l’adaptation physique au broyeur et à la manutention. Examiner ensuite les preuves relatives à l’alimentation et au minerai : granulométrie maximale, F80, densité, broyabilité et variabilité. Puis examiner le diamètre supérieur actuel, la composition de la charge, la distribution des barres usées, la puissance et la réponse du produit. Déterminer si la dimension candidate remplacera, complétera ou intégrera progressivement la charge existante et comment les barres héritées seront comptabilisées. Le responsable d’ingénierie autorisé de l’usine et, lorsque nécessaire, l’OEM doivent approuver les limites de chargement et d’exploitation avant le début d’un essai sur le broyeur. Après l’essai contrôlé, l’acheteur décide si les preuves justifient un réapprovisionnement, un ajustement, un autre bloc ou l’arrêt ; l’autorisation d’essai ne vaut pas approbation de la fourniture courante.

Ne pas optimiser implicitement le diamètre et la filière matériau dans la même comparaison. Modifier simultanément le diamètre, la nuance, le profil de traitement thermique, l’exigence de dureté, le fournisseur, la masse de charge et le service d’exploitation peut produire un résultat en usine, mais ne permet pas de l’attribuer au seul diamètre. Si plusieurs facteurs doivent être modifiés ensemble, utiliser un plan d’expérience approuvé et rendre compte de l’ensemble combiné plutôt que d’une fausse conclusion à facteur unique.

Les lignes sont des hypothèses expérimentales, et non des recommandations. L’acheteur, l’usine et l’OEM doivent approuver les dimensions candidates et les conditions d’exploitation du broyeur concerné.

Sources :[4][5][6]

Sources :[4][5][6]

Choisir la longueur des barres de broyage en fonction de la longueur effective de broyage et du jeu dynamique

La longueur des barres de broyage doit être rattachée à l’espace de travail effectif du broyeur désigné, et non copiée à partir de la longueur de virole, de la longueur de transport ou d’une barre standard concurrente. Demander à l’usine ou à l’OEM d’identifier, sur le plan en vigueur, la dimension axiale qui fait autorité et l’état installé auquel elle s’applique. Préciser si la valeur correspond à la longueur de virole, à la distance entre blindages, à la longueur effective de broyage ou à une autre dimension de travail définie. Des désignations proches peuvent décrire des mesurandes différents et ne doivent pas être mélangées dans un même calcul de jeu.

Définir ensuite la marge aux extrémités ou la règle de jeu dynamique et son responsable. La revue pertinente peut inclure l’épaisseur et l’état d’usure du blindage, la géométrie des blindages d’extrémité, les équipements d’alimentation et de décharge, les conditions thermiques et d’installation, la forme des extrémités des barres, la rectitude, la distribution réelle des longueurs, le mouvement du broyeur, la manutention et les conséquences d’un contact ou d’un coincement. Cet article ne publie volontairement aucune valeur universelle de jeu. Une règle empirique historique ne peut prévaloir sur le plan OEM en vigueur ou sur la revue d’adaptation approuvée par l’usine.

La variation de longueur et la rectitude interagissent avec l’adaptation, mais restent des caractéristiques distinctes. Une barre peut respecter la longueur tout en échouant à une exigence de rectitude convenue, ou respecter la rectitude tout en se situant hors des limites de longueur commandées. Une longueur nominale n’indique pas non plus si les extrémités sont sciées, cisaillées, éboutées, chanfreinées, arrondies, affectées thermiquement, bavurées ou endommagées. Préciser la définition des points d’extrémité et l’état des extrémités qu’utiliseront le fournisseur et l’inspecteur.

Les preuves d’exploitation sont également pertinentes. Le chapitre du NML relie l’alignement approximativement parallèle des barres, le retrait des barres rompues et usées et l’enchevêtrement aux pratiques des broyeurs à barres. Il ne fournit aucun jeu contractuel et ne diagnostique aucun enchevêtrement. L’utiliser pour justifier le contrôle de l’état réel de la charge et des pratiques de retrait conjointement avec la géométrie, et non pour imputer la faute à l’usine ou au fournisseur.

Sources :[2][3]

Rédiger des exigences mesurables concernant le diamètre, la longueur, la rectitude et les extrémités

Une commande ne doit pas s’arrêter à « diamètre × longueur ». Définir la caractéristique dimensionnelle et sa mesure. Pour le diamètre, préciser si l’exigence porte sur une dimension locale entre deux points, une moyenne d’orientations identifiées, une enveloppe ou une autre caractéristique définie au contrat ; nommer les positions axiales, les orientations, l’état de surface, la température ou le conditionnement lorsqu’ils sont pertinents, ainsi que l’arrondi. ISO 14405-1 fournit des outils pour exprimer les caractéristiques de dimension linéaire des cylindres, mais n’établit explicitement aucun lien entre une caractéristique dimensionnelle et la fonction ou l’usage d’un produit. Elle aide à formuler le vocabulaire, pas à choisir une tolérance de barre de broyage.

Pour la rectitude, nommer l’élément, le paramètre, la longueur évaluée, l’appui et l’orientation, les emplacements de mesure, l’équipement, le traitement des données et la limite issus du plan ou de la spécification acceptés. ISO 12780-1 définit le vocabulaire et les concepts applicables aux profils complets de rectitude d’éléments intégraux individuels. Elle ne prescrit ni limite de rectitude pour les barres de broyage, ni plan d’échantillonnage, ni méthode d’appui, ni résultat d’acceptation. Un simple jeu sous une barre n’est utile que si le contrat définit son mode d’obtention et ce qu’il représente.

Pour la longueur, définir les deux points d’extrémité, le traitement des bavures ou irrégularités d’extrémité, l’appareil de mesure, l’appui de la barre, la température ou le conditionnement, et préciser si la valeur déclarée est individuelle ou arrondie. Pour les extrémités, définir le procédé autorisé et les caractéristiques d’acceptation : équerrage ou angularité si requis, bavures, arêtes vives, fissures d’extrémité, déformation, coloration thermique, chanfrein ou rayon, ainsi que toute cartographie de dureté ou d’inspection de la zone d’extrémité. Ne pas laisser entendre que les tolérances générales d’une norme de barres s’appliquent automatiquement si la commande de barres de broyage prévoit des conditions de produit ou de service différentes.

Relier chaque résultat déclaré à un système de mesure et au lot représenté. Le NIST explique que la traçabilité métrologique est une propriété d’un résultat de mesure, étayée par une chaîne ininterrompue d’étalonnages et des références spécifiées, et non une simple étiquette apposée sur un instrument. Consigner le mesurande, l’identification de l’équipement, l’état d’étalonnage ou de vérification, la résolution, la méthode, l’opérateur ou le laboratoire, les conditions ambiantes lorsqu’elles sont pertinentes, l’incertitude ou la règle de décision lorsque nécessaire, les résultats bruts et les écarts.

L’acheteur doit choisir les valeurs et les règles d’acceptation applicables à la commande réelle. ASTM A29/A29M est une spécification générale pour les barres en acier au carbone et en acier allié corroyées à chaud ; la spécification propre au produit et la commande acceptée prévalent pour le produit commandé.

Sources :[8][9][10][11]

Sources :[8][9][10][11][12]

Qualifier la dimension de barre de broyage retenue dans des blocs d’exploitation comparables

Une offre peut définir une dimension candidate, mais la qualification en usine détermine si celle-ci convient au service de l’acheteur. Rédiger un protocole avant la livraison ou le chargement. Préciser l’hypothèse technique, le broyeur désigné, les stratégies de charge candidate et de référence, les contrôles du matériau et du traitement thermique, la quantité, le plan de transition, les fenêtres de référence et d’essai, les campagnes de minerai, l’échantillonnage de l’alimentation et du produit, le débit, la puissance, les conditions d’eau ou de pulpe, les ajouts et retraits de barres, les relevés de rupture et de cintrage, les règles d’arrêt de sécurité et commerciales, les responsables des décisions et l’accès aux données.

Utiliser, lorsque cela est réalisable, des blocs d’exploitation répétés et comparables. Conserver les mêmes règles de mesure déclarées et signaler toute modification de l’alimentation, du mélange de minerais, de l’état du blindage ou de la décharge, de la vitesse du broyeur, de la masse de charge, de la répartition des fournisseurs, de la maintenance, de l’objectif de débit et du point final produit. Une période de transition comprenant des barres héritées peut faire partie de l’exploitation, mais elle doit être identifiée séparément. Ne pas attribuer entièrement au nouveau diamètre un résultat initial obtenu avec une charge mixte.

Ne pas mesurer un seul indicateur favorable. Examiner la distribution du produit, le passage de particules grossières et les fines selon le cas, le débit, la puissance ou l’énergie spécifique, la consommation corrigée de barres, les retraits de barres rompues et cintrées, les événements d’enchevêtrement ou de manutention, le relevé de charge, la charge de maintenance, la réponse en aval ainsi que le coût total livré et d’exploitation. L’étude de Zeng et l’étude de Xiao menée dans une seule usine montrent que la granulométrie de l’alimentation et celle des corps broyants peuvent influer sur les performances ; elles ne définissent ni marge de décision pour l’acheteur ni garantie qu’une modification améliorera le site.

Déclarer la décision à l’avance. Une dimension candidate peut être poursuivie, nécessiter un autre bloc, demander un ajustement ou être arrêtée. Les règles d’arrêt de sécurité et de procédé restent actives pendant toute la durée de l’essai. Indiquer l’exposition réelle de tout essai interrompu et ne pas l’extrapoler à une campagne complète. Si l’effet est inférieur à la variation de mesure ou à la dérive d’exploitation, préciser que les preuves ne permettent pas de conclure. Conserver les données brutes ainsi que les observations qui confirment ou infirment l’hypothèse.

Sources :[4][5][7][12]

Utiliser ce libellé RFQ et de commande pour les dimensions des barres de broyage

Transmettez au fournisseur suffisamment d’éléments pour chiffrer la dimension candidate sans transformer des hypothèses en promesses implicites. La demande doit préciser les champs fixés par l’acheteur, ceux qui doivent être confirmés par le fournisseur et ceux qui nécessitent l’approbation de l’usine ou de l’OEM. Le fournisseur peut confirmer la fabricabilité et proposer un plan d’inspection ; sauf attribution contractuelle explicite à une autre partie, l’usine ou l’OEM reste l’autorité compétente pour l’adaptation au broyeur et l’autorisation d’exploitation.

Séparer la commande d’essai de la fourniture courante. Pour un essai, définir la quantité candidate, le traitement de la référence et de la transition, la traçabilité des faisceaux et des lots, la libération après inspection, l’autorisation de chargement, les données d’exploitation, les règles d’arrêt, la date de revue, les échantillons conservés et les preuves nécessaires avant toute nouvelle commande. Pour une fourniture courante, conserver la révision approuvée, la règle de maîtrise des modifications et l’obligation d’informer l’acheteur avant toute modification de la filière matériau, du traitement thermique, de la source, des dimensions, des extrémités, de l’inspection, de l’emballage ou d’une autre variable maîtrisée.

Ne pas écrire « dimension standard » ou « adapté à notre broyeur à barres » sans référencer le broyeur et une base dimensionnelle approuvée. Ne pas écrire « droit » sans paramètre, méthode, limite et règle d’échantillonnage. Ne pas écrire « conforme à ASTM » sans préciser la norme exacte, son édition, la hiérarchie des spécifications produit et les écarts propres à la commande. Le modèle suivant reste volontairement incomplet jusqu’à ce que l’acheteur y insère les valeurs réellement approuvées.

MODÈLE RFQ / COMMANDE POUR LES DIMENSIONS DES BARRES DE BROYAGE Identité de l’usine et du broyeur : [site, repère du broyeur, OEM, modèle, type de broyeur, dispositif de décharge] Documents régissant le broyeur : [plan / fiche technique / révision / norme d’usine] Enveloppe de travail du broyeur : [diamètre intérieur, longueur effective de travail ou de broyage, géométrie du blindage et des extrémités, règle de jeu nommée] Autorité d’approbation de l’adaptation au broyeur : [ingénieur de l’usine / OEM / autre partie autorisée] Système d’unités et rapports : [SI ou unités anglo-saxonnes ; unités pour chaque valeur et limite ; arrondi et chiffres significatifs ; aucune acceptation fondée sur un mélange de systèmes] Base alimentation et minerai : [minerai ou campagne, granulométrie maximale, F80 / distribution, densité, humidité ou teneur en solides, rapport de broyabilité et identifiant de l’échantillon] Service du procédé : [voie humide ou sèche, circuit, débit, vitesse, puissance, P80 / distribution du produit, contrainte aval] Charge actuelle de barres : [diamètres, longueurs, masse, distribution des dimensions usées, fournisseurs, ajouts, retraits, historique de rupture / cintrage / enchevêtrement] Hypothèse de dimension candidate : [ce que le diamètre et la longueur proposés doivent tester] Base de dimensionnement de la candidate : [méthode ou source du calcul et révision, unités, données d’entrée, résultat de présélection, dimension d’essai retenue, approbation de l’usine ou de l’OEM ; aucune formule universelle présumée] Diamètre commandé : [valeur nominale et unités, limites supérieure et inférieure, caractéristique dimensionnelle définie] Inspection du diamètre : [positions axiales, orientations, état de surface / conditionnement, méthode, équipement, échantillonnage, arrondi, rapport] Longueur commandée : [valeur nominale et unités, limites supérieure et inférieure, définition des points d’extrémité] Inspection de la longueur : [appui, méthode, équipement, échantillonnage, arrondi, rapport] Rectitude : [paramètre nommé, longueur évaluée, appui / orientation, méthode, limite, échantillonnage, règle de décision] Exigences relatives aux extrémités : [procédé de fabrication, point d’extrémité, équerrage ou forme si requis, critères relatifs aux bavures / arêtes / fissures / déformations, chanfrein ou rayon] Filière matériau et traitement thermique : [nuance / spécification / édition / état / filière approuvée] Preuves de dureté : [méthode directe, échelle, emplacements cartographiés, limites, échantillonnage, rapport, contre-essai] Lot et traçabilité : [coulée, lot de procédé ou de traitement thermique, faisceau, identité de la pièce selon les besoins] Stade d’inspection et témoin : [état final / avant emballage / témoin tiers ou acheteur] Rapport dimensionnel : [tous les résultats individuels, identifiants des équipements, état d’étalonnage ou de vérification, écarts, contre-essais, décision] Certificat et relevés : [type de MTC ou de document d’inspection, résultats commandés, relevés de procédé, calendrier de remise] Quantité d’essai et emballage : [pièces / masse / les deux ; faisceaux, marquages, protection de manutention, destination] Plan de transition : [barres héritées, modification de la charge, fenêtre de stabilisation, séparation et comptabilisation des masses] Blocs comparables : [définitions de la référence et de l’essai, contrôles de l’alimentation et de l’exploitation, méthodes de mesure] Indicateurs : [distribution du produit, débit, puissance, consommation corrigée de barres, défaillances, relevé de charge, maintenance, réponse en aval, coût] Règles d’arrêt de sécurité et de procédé : [règles approuvées par le site et responsable de la décision] Règles commerciales d’arrêt / mise en attente : [déclencheur, matériau mis en attente, réponse du fournisseur, autorité de l’acheteur] Règle de décision : [critères poursuivre / répéter / ajuster / arrêter et marge approuvée] Maîtrise des modifications : aucune modification de la base approuvée du broyeur, des dimensions, de la filière matériau, du traitement thermique, de la source, de l’inspection, de la traçabilité, de l’emballage ou de la méthode d’essai sans approbation écrite de l’acheteur. Hypothèses ouvertes à confirmer par le fournisseur : [liste ; ne pas les convertir en exigences acceptées] Exceptions ou solutions alternatives du fournisseur : [les indiquer séparément avec leur justification technique] Approbations de l’acheteur / de l’usine / de l’OEM requises avant fabrication ou chargement : [liste] Cette RFQ demande une fourniture candidate et un dossier de preuves. Elle n’autorise pas l’entrée dans le broyeur, ne choisit pas une dimension universelle de barre, n’approuve pas l’exploitation de l’usine et ne garantit ni usure, ni débit, ni granulométrie du produit, ni rupture ou durée de vie.

Sources :[8][9][10][11][12]