Mesurer l'usure des barres de broyage et comparer les essais fournisseurs

Usure des barres de broyage : définir d'abord ce que mesure le kg/t

Lorsqu’un broyeur commence à utiliser davantage de barres, la première question est de savoir où est passé l’acier. Il a pu s’user. Il a pu sortir sous forme de fragments cassés ou de barres déformées. Ou le broyeur contient simplement une charge plus lourde qu’au début du mois. Le registre des achats traduit ces trois situations par un besoin d’acier supplémentaire.

Pour obtenir un chiffre de consommation de barres de broyage exploitable, suivez un seul broyeur sur une période définie. Rapprochez les masses entrant dans sa charge en service et en sortant, puis divisez le besoin de remplacement par les tonnes métriques sèches d’alimentation fraîche traitées pendant cette même période. Gardez les transferts, variations de charge et barres rebutées clairement identifiés.

C’est aussi le point de départ d’une comparaison entre fournisseurs. Les travaux de Sepúlveda à l’échelle de l’usine portaient sur des boulets, mais leur discipline de campagne est utile ici : établir une méthode de mesure répétable avant de changer les corps broyants. La revue d’Aldrich explique pourquoi les caractéristiques du minerai, de la pulpe et du fonctionnement doivent accompagner le résultat.

Sources :[1][2]

Un bilan massique en kg/t rapproché

Commencez par quatre relevés de masse : charge initiale, barres ajoutées, barres utilisables transférées hors du broyeur et charge finale. L’augmentation de l’acier encore présent dans le broyeur n’est pas une consommation. Le transfert de barres utilisables vers un autre broyeur n’est pas non plus une consommation de ce broyeur.

Consommation brute de barres = barres ajoutées − transferts sortants de barres utilisables − (charge finale − charge initiale). Divisez par les tonnes métriques sèches d’alimentation fraîche. Les barres rompues et déformées mises au rebut restent comprises dans ce besoin brut de remplacement ; enregistrez-les séparément pour l’expliquer.

Employez la même méthode de relevé de charge au début et à la fin de la période. Alignez le journal de chargement, la pesée du minerai, la correction d’humidité et le relevé des arrêts. Si l’incertitude sur la masse de charge dépasse l’écart apparent entre fournisseurs, une décimale de plus en kg/t ne tranchera pas la comparaison.

Utilisez le registre d'essai de consommation des barres de broyage pour saisir, pour un même bloc, la charge initiale et finale, les ajouts, les retraits et l'alimentation sèche. Il calcule le kg/t brut et propose un modèle Excel pour des blocs répétés ; ni le calcul ni l'exemple illustratif ne constituent un résultat d'essai JOTAIN publié.

Sources :[7]

Exemple de calcul : une augmentation de charge qui ressemble à de l’usure

Deux chiffres de consommation publiés et leurs conditions d’exploitation

La mesure se fait dans le broyeur en fonctionnement

Cette étude de terrain de 1988 mesurait la corrosion dans des équipements de broyage en fonctionnement. Les conditions du minerai et de l’eau faisaient partie de l’expérience.

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Sources :[3][4]

La consommation a augmenté. Que doit vérifier l’usine en premier ?

Partez du changement visible dans les relevés. Ces vérifications orientent l’enquête ; elles ne permettent pas de diagnostiquer une défaillance à partir d’un seul symptôme.

Pour examiner le matériau, comparez le profil de dureté de la surface au cœur présenté dans le guide en anglais surface-to-core hardness profile aux dimensions des barres récupérées et au motif de leur retrait.

Sources :[2][3][7]

Usure, ruptures, déformations par flexion, retraits et pertes de manutention

Une barre rompue et une barre dont le diamètre diminue progressivement par usure peuvent représenter le même nombre de kilogrammes consommés, tout en révélant des phénomènes très différents. Pesez les pièces récupérées et notez la position de rupture, le diamètre approximatif, la date, l’événement de fonctionnement et le lot identifiable. Pour les barres déformées, relevez leur forme, leurs dimensions restantes et le motif de retrait.

Photographiez les barres récupérées avant découpe ou mise au rebut, en respectant les procédures de manutention et de consignation du site. Incluez une échelle, la longueur complète lorsque c’est possible et des gros plans de la zone endommagée. Classez séparément les pièces non identifiées ; les charges mixtes compliquent l’attribution à un fournisseur.

Soustraire les retraits rebutés et pesés de la consommation brute laisse un résidu de bilan massique. Ce résidu peut comprendre l’usure progressive, les fragments non récupérés, les matières entraînées hors du broyeur et l’erreur de mesure. Conserver cette distinction rend l’enquête suivante bien plus utile que d’appeler « abrasion » chaque kilogramme manquant.

Si les retraits semblent liés à la géométrie, examinez le diamètre, la longueur et l’adaptation des barres au broyeur avec les données sur le matériau et le fonctionnement.

Sources :[3][7]

Une période d'exploitation comparable

Comparez des périodes de fonctionnement semblables avant de comparer les barres. Enregistrez la campagne de minerai, la distribution granulométrique de l’alimentation, le débit sec, l’objectif de produit, l’état de la pulpe, la vitesse du broyeur, l’état des blindages et la composition de la charge. « Fonctionnement normal » est une mention trop générale pour être utile.

Un objectif de produit plus grossier ou un changement de minerai peut modifier suffisamment le service pour masquer l’écart entre corps broyants. Relevez la granulométrie du produit, les tonnes sèches par heure et l’énergie spécifique en parallèle des kg/t. Les expériences de Zeng et Forssberg sur broyeur à barres ont montré que la taille de l’alimentation, le diamètre des barres et la composition de la charge influençaient le broyage ; elles n’ont pas établi de facteur de correction universel entre broyeurs différents.

Conservez les périodes perturbées dans le dossier en les signalant clairement. Définissez les conditions à retenir dans la comparaison avant d’examiner les résultats des fournisseurs. L’étude historique RI 7826 précise elle-même que la variabilité du minerai et le temps nécessaire à l’équilibre du circuit limitaient l’interprétation.

Utilisez la liste des données d'exploitation des barres de broyage pour fixer les informations sur le broyeur, l'alimentation, la charge, l'usure, les ruptures et l'essai avant de comparer les kg/t.

Sources :[2][4][5]

Essais fournisseurs en conditions comparables et règles d'arrêt

Enregistrez d’abord plusieurs périodes de référence stables avec les barres actuelles. Identifiez les barres d’essai par coulée, lot de traitement, diamètre et longueur, puis convenez de la gestion de la charge existante. Une charge mixte est une transition, pas un essai isolant le nouveau fournisseur.

Utilisez plusieurs blocs de fonctionnement comparables. Lorsque l’usine le permet, équilibrez l’ordre des fournisseurs entre les conditions importantes, telles que les campagnes de minerai et les phases de vie des blindages. Le guide du NIST sur les plans en blocs en explique le principe : regrouper les conditions semblables pour mieux distinguer l’effet étudié. ^[8]

Déterminez la durée de l’essai selon le renouvellement de la charge, la variabilité normale du procédé et l’ampleur de l’amélioration qui justifierait une décision. Promettre « une semaine » ou « un mois » apporte peu sans ce contexte. Conservez les résultats de chaque bloc, pas uniquement la moyenne finale.

Convenez des règles d’arrêt liées à la sécurité et au procédé avant le chargement : rupture ou déformation anormale, enchevêtrement, vibrations inhabituelles, problèmes de décharge ou variations inacceptables du produit et de la puissance. Un essai arrêté reste un résultat. Indiquez l’exposition en service et le motif d’arrêt, sans extrapoler une durée de vie complète non observée.

Lorsque l'usine a rapproché une période de référence et une période d'essai des barres proposées, reliez le résultat au parcours d'application et de demande de prix des barres de broyage afin que le matériau, les dimensions, le contrôle, l'emballage, la destination et la quantité d'essai soient chiffrés ensemble.

Sources :[1][7][8][9]

Coût par tonne, incertitude et résultats d'exploitation

Le coût récurrent des corps broyants par tonne sèche correspond aux kg/t bruts multipliés par le prix livré des barres au kilogramme. Comparez les deux offres dans la même devise et sur la même base de livraison. Le fret, les droits de douane et le transport intérieur comptent, tout comme la prise en compte de la valeur de récupération des ferrailles.

Examinez ensuite ce qui dépasse la facture. Relevez la main-d’œuvre et les arrêts liés aux retraits, la granulométrie obtenue, le débit et la consommation d’énergie. N’ajoutez un coût que si un événement documenté et une règle d’affectation convenue justifient le montant. Séparez les frais ponctuels d’essai et de changement des coûts récurrents d’exploitation.

Une moyenne plus basse est intéressante ; un écart répétable à conditions comparables constitue une base d’achat plus solide. Présentez les résultats des blocs de fonctionnement et leur dispersion. Si le gain apparent est inférieur à l’incertitude de mesure, prolongez ou affinez l’essai avant d’engager l’approvisionnement courant.

Sources :[1][2][7]

Ce que l'abrasion en laboratoire permet d'évaluer, et ses limites

Dans le laboratoire

Reliez le rapport d’essai à son échantillon, à sa coulée et à son lot de traitement. La photographie de l’équipement documente la visite ; le rapport du lot fournit les mesures.

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Un essai de laboratoire est surtout utile lorsqu’il répond à une question précise. L’ASTM G65 compare la résistance à l’abrasion par rayage dans des conditions contrôlées de sable sec et de roue en caoutchouc. Un broyeur à barres associe autrement contact, impacts, pulpe et corrosion. Le résultat G65 ne peut pas être converti directement en kg/t dans le broyeur.

Utilisez la composition chimique, la dureté, la microstructure et les essais mécaniques pour décrire et qualifier le matériau proposé. Demandez la position de l’éprouvette, les mesures réelles et le lien avec la coulée ou le lot de traitement. Utilisez ensuite l’essai en broyeur pour établir les performances en service. Les deux dossiers doivent se compléter.

Transmettez ensemble la spécification des barres et le programme d’essai. JOTAIN peut examiner les exigences proposées de matériau, de traitement et de contrôle au regard des dimensions des barres et du problème en service. Joignez les relevés de consommation de référence et des photographies de barres usagées pour partir du broyeur, pas seulement du prix par tonne d’acier.

Article : Barres de broyage pour une comparaison contrôlée en usine sur [site et broyeur]
Barres proposées : [fournisseur, nuance/norme, diamètre × longueur, état de traitement thermique, quantité]
Traçabilité : [coulée, lot de traitement thermique, marquages des fardeaux, certificat, dossier de livraison]
Question de l'essai : [ce que l'usine compare et le résultat qui modifiera la décision d'achat]
Bilan massique : [ajouts, charge initiale/finale, fragments récupérés, barres déformées par flexion, retraits planifiés, corps broyants non identifiés]
Base de débit : [alimentation fraîche sur base sèche, système de pesage, méthode d'humidité, période d'essai synchronisée]
Conditions comparables : [minerai/alimentation, distribution granulométrique, débit, vitesse, puissance, objectif produit, pulpe/eau, état des blindages et de la charge]
Séquence : [blocs de référence, transition, stabilisation, blocs des barres proposées]
Mesures : [contrôles de pesage, méthode d'évaluation de la charge, responsable des données brutes, règle pour les données manquantes]
Registre d'événements : [ruptures, déformations par flexion, retraits, manutention, arrêts, traçabilité]
Règles d'arrêt : [sécurité du site, état du broyeur, ruptures/enchevêtrement, produit, puissance, débit]
Base de coût : [prix rendu, périmètre fret/droits de douane, valeur de récupération de la ferraille, coûts récurrents et coûts ponctuels d'essai]
Décision : [inclusion des blocs, incertitude, seuil commercial, autorité pour poursuivre/répéter/arrêter]
Documents : [type ISO 10474 si commandé, résultats réels, dossiers de fabrication/contrôle, correspondance des lots, écarts]
La commande et le protocole de l'usine définissent la comparaison. Les résultats d'abrasion en laboratoire restent des éléments de présélection et ne sont pas convertis en kg/t ou en économies en usine.

Sources :[6][9]