Introduction
Les concasseurs à cône sont des éléments essentiels des lignes de concassage, connus pour leur capacité à réduire les roches et les minerais en morceaux plus petits et plus faciles à gérer. En tant que machines robustes, ces concasseurs sont très présents sur les sites miniers et les chantiers de construction, où ils jouent un rôle essentiel dans le traitement des matériaux. L'efficacité des concasseurs à cône dans la transformation de matériaux bruts et volumineux en matériaux plus fins utilisables est inégalée. Cette transformation facilite non seulement la manutention et le transport, mais améliore aussi considérablement l'efficacité opérationnelle des projets d'exploitation minière et de construction en réduisant la consommation d'énergie.
Qu'est-ce qu'un concasseur à cône ?
Le concasseur à cône est une machine puissante qui fait partie de la grande ligue des machines lourdes. Il est principalement utilisé pour les étapes suivantes du concassage, après que les gros morceaux ont été décomposés par des concasseurs primaires tels que les concasseurs à mâchoires. Son rôle ? Prendre des matériaux moyennement durs ou durs, comme les minerais et les roches, et les réduire en morceaux plus petits et plus fins, voire en petits granulés. Ce qui distingue les concasseurs à cône, c'est leur capacité à s'attaquer aux phases suivantes du concassage, en réduisant les matériaux à la taille et à la forme exactes requises. C'est très important dans des domaines tels que l'exploitation minière et la construction, où il est essentiel d'obtenir les bonnes spécifications pour les matériaux. Comment s'y prennent-ils ? En pressant le matériau à broyer entre un cône en rotation (le manteau) et un revêtement de bol fixe, la partie mobile du concasseur à cône. Cette action est cruciale pour le broyage des agrégats et la transformation des minéraux en particules minuscules et faciles à gérer.
Principe de fonctionnement du concasseur à cône
En commençant par le moteur, un système bien réglé alimente le concasseur à cône. Le moteur entraîne le manchon excentrique par l'intermédiaire d'une série de composants, dont la courroie trapézoïdale, une énorme poulie, l'arbre de transmission, un petit engrenage conique et, enfin, un grand engrenage conique. Le système de transmission complexe du concasseur à cône lui permet de remplir sa fonction vitale.
L'axe du cône de broyage subit une puissante oscillation lorsque le manchon excentrique tourne. Il est important de noter que ce mouvement d'oscillation entraîne un déplacement de la surface de la paroi de concassage qui se rapproche et s'éloigne continuellement de la surface de la paroi du mortier de roulement. Le concasseur à cône fonctionne sur la base de cette action dynamique.
Le concassage de la pierre proprement dit a lieu au cours de cette opération continue entre le mur de mortier et le mur de concassage. À l'intérieur de la chambre de broyage en forme d'anneau formée par le cône fixe et le cône mobile, le matériau introduit dans le concasseur à cône subit une série interminable de coups, de pressions et de courbures.
Non seulement la force doit être appliquée, mais elle doit l'être de manière répétée, efficace et de façon à écraser le matériau de tous les côtés. Cet objectif est atteint grâce à la combinaison d'un positionnement intelligent des cônes et d'une rotation excentrique. Le matériau se décompose en petits morceaux jusqu'à ce qu'il atteigne la taille souhaitée au cours de ce processus rigoureux d'écrasement, de frappe et de pliage. Lorsqu'il est suffisamment broyé, le matériau est déchargé par le fond du concasseur à cône et préparé pour l'étape suivante du traitement.
Cette procédure méthodique montre comment le concasseur à cône peut réduire avec précision et efficacité de grosses roches en morceaux plus petits et plus faciles à manipuler. Afin de répondre aux exigences de l'exploitation minière, de la construction et de l'utilisation des agrégats, il fonctionne un peu comme une combinaison de force mécanique, de science des matériaux et de perspicacité technique.
Comment fonctionne un concasseur à cône ?
Découvrons, étape par étape, le fonctionnement d'un concasseur à cônes :
● Alimentation du broyeur: La trémie d'alimentation du concasseur à cône est remplie de matières premières, telles que des roches, des minerais ou du béton recyclé, pour commencer le processus. Des systèmes automatisés ou un travail manuel peuvent être utilisés à cet effet. Le matériau est ensuite dirigé par la trémie vers la chambre de broyage, qui abrite toutes les actions.
● Dynamique de la chambre de broyage: Dans le bol concave de la chambre de concassage, les matériaux entrent en contact avec un manteau conique en rotation. Le matériau rocheux est comprimé et broyé entre ces deux éléments au fur et à mesure que le manteau se rapproche et s'éloigne du bol. Le matériau est broyé de tous les côtés grâce à ce mouvement circulaire, ce qui augmente l'efficacité du processus de broyage.
● Réduction de la taille: La taille du matériau obtenu dépend du réglage du côté fermé (CSS), c'est-à-dire de l'espace le plus étroit entre le manteau et le bol pendant le broyage. Vous pouvez ajuster ce réglage pour modifier la taille du produit final en fonction de vos besoins.
● Exercer une pression: En tournant, le manteau ne fait pas que déplacer les roches. Il les pousse aussi fortement contre les parois du bol, ce qui contribue à les écraser. Plus l'écart est faible, plus le broyage est efficace.
● Décharge du broyeur: Une fois que les roches sont concassées à la bonne taille, elles tombent du fond du concasseur par l'ouverture de décharge. Le réglage du CSS détermine la taille des roches broyées à ce stade. Un CSS plus grand signifie des roches broyées plus grosses, et un CSS plus petit signifie des roches broyées plus petites.
● Fonctionnement continu: Les matières premières sont introduites dans la partie supérieure du concasseur et les matériaux concassés sont libérés par la partie inférieure, ce qui en fait un processus continu. Grâce à la capacité du concasseur à traiter rapidement d'énormes quantités de matériaux, les produits broyés requis peuvent être produits en continu.
● Contrôle et réglage: Les responsables du concasseur peuvent modifier la taille des roches concassées en ajustant le CSS. De nombreux concasseurs à cône modernes sont équipés de systèmes spéciaux qui leur permettent de régler rapidement et facilement le CSS, ce qui rend le processus de concassage plus souple et plus efficace.
Lorsque nous examinons tous ces détails, il n'est pas difficile de comprendre comment fonctionnent les concasseurs à cône. Ils utilisent ce que l'on appelle le broyage compressif. Cela signifie qu'ils sont très efficaces pour réduire la taille des roches sans gaspiller d'énergie. Ils sont également capables de contrôler exactement la taille des roches. Le secret réside dans la façon dont le manteau se déplace en cercle et dont la CSS peut être modifiée. Cette combinaison rend les concasseurs à cône extrêmement efficaces pour broyer les roches, que ce soit la deuxième, la troisième ou même la quatrième fois qu'elles sont broyées. Cône Diagramme du broyeur : Une explication simple pour obtenir des schémas et des explications détaillés.
Types de concasseurs à cône
Les concasseurs à cône jouent un rôle essentiel dans diverses opérations industrielles, de l'exploitation minière à la production d'agrégats. Leur conception répond aux différents besoins de broyage des matériaux, aux exigences d'efficacité et aux contraintes opérationnelles. Voici un aperçu des différents types de concasseurs à cône :
| Fonctionnalité | Concasseurs à cône à ressort | Concasseurs à cône Symons | Concasseurs à cônes composés | Concasseurs à cône hydrauliques monocylindriques | Concasseurs à cône hydrauliques multicylindres |
|---|---|---|---|---|---|
| Principe de fonctionnement | Système de ressort mécanique pour la protection contre les surcharges. | Conception avancée avec des systèmes hydrauliques de déblocage et d'élimination des salissures. | Caractéristiques hydrauliques et à ressorts hybrides, permettant des réglages rapides et une protection contre les surcharges. | Cylindre hydraulique unique utilisé pour le réglage et le dégagement de la chambre. | Plusieurs vérins hydrauliques pour un réglage précis et un déblayage efficace. |
| Ajustement et sécurité | Réglage manuel, la sécurité mécanique permet le passage de matériaux durs. | Réglage hydraulique, amélioration de la sécurité grâce au débrayage hydraulique. | Les systèmes hydrauliques de réglage allient simplicité et sécurité. | Réglages automatisés à l'aide d'un seul vérin hydraulique, pour une sécurité accrue. | Les réglages automatisés avancés et les cylindres multiples garantissent des niveaux de sécurité élevés. |
| Capacité | Moyenne à faible | Moyen à élevé | Moyen | Haut | Très élevé |
| Taille de l'entrée/sortie | Variabilité moyenne, contrôle moins précis. | Meilleur contrôle de la taille de la production, adapté à différents stades. | Bon contrôle, adapté à une large gamme de matériaux. | Contrôle précis, idéal pour les matériaux moyens à durs. | Contrôle précis, excellent pour produire des tailles fines à des capacités élevées. |
| Efficacité opérationnelle | Plus faible par rapport aux modèles hydrauliques, en raison des réglages manuels. | Efficacité accrue, grâce aux réglages hydrauliques et à un meilleur dégagement. | Efficacité équilibrée, bénéficiant à la fois des caractéristiques hydrauliques et mécaniques. | Les opérations hydrauliques simplifiées et à haut rendement réduisent les temps d'arrêt. | Efficacité maximale, plusieurs cylindres pour une force et une vitesse de broyage accrues. |
| Adéquation de l'application | Convient pour les matériaux moyennement durs à durs, moins d'automatisation. | Polyvalent, il convient au concassage secondaire, tertiaire et quaternaire. | Polyvalent, convient aux matériaux durs et abrasifs. | Idéal pour les applications nécessitant une productivité moyenne à élevée, avec des matériaux de dureté moyenne. | Idéal pour le broyage de gros volumes de matériaux durs nécessitant un contrôle précis de la taille. |
Principaux composants des concasseurs à cône
Le concasseur à cône est une machine sophistiquée conçue pour des opérations de broyage efficaces. Voici une exploration détaillée de ses principaux composants :
Assemblage de la coque supérieure et du couvercle
Ce composant abrite l'alimentation du concasseur. L'alimentation est introduite par une ouverture située en haut et peut passer par une plaque de distribution, le cas échéant, pour une distribution uniforme à l'entrée de la chambre de broyage. Un capuchon en forme d'araignée, le cas échéant, enveloppe le palier supérieur de l'arbre principal, assurant ainsi une lubrification adéquate.
Arbre principal
Généralement forgé dans un acier de haute qualité et recuit pour réduire les contraintes, l'arbre principal est l'épine dorsale du concasseur à cône. La partie supérieure de l'arbre est supportée par un palier à alignement automatique dans le chapeau de l'araignée, conçu pour s'adapter au mouvement oscillant causé par l'entraînement excentrique inférieur.
Palier à gradins
Situé au bas de l'arbre principal, le palier à gradins supporte le poids de l'arbre et facilite son mouvement d'oscillation. Cet ensemble de trois pièces est essentiel au bon fonctionnement de l'arbre principal.
Manteaux et concaves
Le manteau, monté sur l'arbre principal, oscille pour écraser le matériau contre l'anneau concave ou le revêtement du bol logé dans le boîtier supérieur. Le manteau et les concaves sont généralement fabriqués dans un alliage durable d'acier au manganèse et constituent les principales surfaces d'usure du concasseur.
Entraînement excentrique et douille
Le mouvement excentrique, essentiel pour le broyage, est obtenu grâce à une bague inférieure et à un dispositif d'entraînement au bas de l'arbre principal. Ce dispositif, similaire à celui des concasseurs giratoires, permet d'ajuster la portée de l'arbre en modifiant la taille de la bague, ce qui a un impact sur l'espace et, par conséquent, sur l'action de broyage entre le manteau et le revêtement du bol.
Assemblage du pignon et de l'arbre de renvoi
Ce système entraîne l'arbre principal. Un pignon en acier allié situé sur l'arbre d'entraînement, soutenu par des roulements et alimenté par un moteur externe, s'engage avec une couronne pour faire tourner l'arbre principal. Ce dispositif est essentiel pour la transmission de la puissance à l'intérieur du concasseur.
Coquille inférieure
La coque inférieure, en acier moulé recuit, abrite les mécanismes d'entraînement et d'excentrique. Elle sert également de point de sortie pour le matériau broyé, ce qui souligne son importance dans la fonctionnalité globale du concasseur.
Réglage du concasseur à cône pour des performances optimales
La mise au point d'un concasseur à cône pour obtenir des performances optimales implique des ajustements précis de plusieurs paramètres clés : le réglage du côté fermé (CSS), le réglage du côté ouvert (OSS) et la poussée excentrique. Chacun de ces réglages affecte la production du concasseur en termes de taille, de forme et de performances globales.
Réglage du côté fermé (CSS)
Les réglages du CSS peuvent être effectués de deux manières : manuellement, en mesurant et en ajustant physiquement l'ouverture de décharge du concasseur, ou hydrauliquement, lorsque des commandes hydrauliques à bouton-poussoir permettent des réglages rapides.
En réduisant le CSS de 25 à 20 mm, par exemple, on peut affiner la taille du produit de 30 à 40 mm à 25 à 30 mm, ce qui améliore la qualité du produit pour des applications spécifiques. Un CSS plus petit se traduit généralement par un produit plus fin, ce qui le rend crucial pour la production d'agrégats de haute qualité adaptés à des spécifications plus strictes.
Réglage du côté ouvert (OSS)
L'OSS est essentiellement la plus grande distance entre le contre-batteur et le manteau au point le plus éloigné de la chambre de broyage. Elle est réglée en modifiant la position verticale du manteau. Ce réglage est moins souvent modifié, mais il est crucial pour déterminer le débit maximal du concasseur.
Le réglage de l'OSS influence la capacité d'alimentation du concasseur. Par exemple, l'augmentation de l'OSS de 50 mm à 60 mm peut faire passer la capacité d'alimentation de 200 tonnes par heure à 250 tonnes par heure, ce qui permet au concasseur de traiter plus de matériaux dans le même laps de temps.
Lancer excentrique
Le réglage de la portée de l'excentrique s'effectue en changeant la bague de l'excentrique. Il peut s'agir de remplacer la bague par une autre d'épaisseur différente ou, dans certains concasseurs modernes, de régler la portée de manière dynamique à l'aide de moyens hydrauliques ou mécaniques.
L'augmentation de la course de l'excentrique peut améliorer la capacité du concasseur à broyer et à réduire les matériaux, mais peut également produire un produit plus grossier. Par exemple, l'augmentation de la course de l'excentrique de 20 à 25 mm peut faire passer la taille des particules du produit de 20-25 mm à 25-30 mm, ce qui a un impact à la fois sur le débit et sur la distribution granulométrique du produit.
Comment utiliser un concasseur à cône de manière professionnelle ?
● Sélection appropriée: Choisissez le bon broyeur à cône pour le travail à effectuer en tenant compte du type de matériau, du rapport de réduction et de la taille du produit que vous souhaitez obtenir.
● Distribution des aliments: Veillez à ce que le matériau soit réparti uniformément sur la plaque d'alimentation du concasseur à cône afin d'assurer une usure régulière et un fonctionnement efficace de la machine.
● Contrôler régulièrement le CSS: Utilisez les réglages automatiques si vous le pouvez, ou vérifiez et ajustez souvent le CSS pour que la taille du produit reste constante et que le maximum de matière passe dans la machine.
● Ajustement de la poussée excentrique en fonction des besoins: Si votre entreprise doit modifier le type de matériau ou les spécifications du produit, ajustez la portée excentrique pour répondre aux nouvelles exigences.
● Entretenir régulièrement: Établissez un programme d'entretien complet, en vérifiant l'usure et les dommages de toutes les pièces importantes, telles que les roulements, le manteau et le contre-batteur.
● Utiliser des pièces d'usure de qualité: Investissez dans du manganèse de haute qualité pour le manteau et les surfaces concaves afin de prolonger leur durée de vie et de réduire les temps d'arrêt.
● Éviter les matériaux qui ne s'écrasent pas: Utilisez des détecteurs de métaux ou des séparateurs magnétiques pour empêcher le métal sale de pénétrer dans le concasseur, car il peut causer beaucoup de dégâts.
Industries et applications courantes des concasseurs à cône
Industries
● Industrie minière
● Industrie de la construction
● Industrie du ciment
● Production d'asphalte et de béton
● Exploitation de carrières
● Industrie du recyclage
Applications
● Opérations minières pour la réduction du minerai
● Production d'agrégats pour la construction
● Production d'agrégats pour le béton et l'asphalte
● Applications de broyage secondaire ou tertiaire
● Exploitation de carrières pour l'extraction de roches dures
● Production de ciment
Avantages des concasseurs à cône dans le traitement des matériaux
Les concasseurs à cône présentent plusieurs avantages pour le traitement des matériaux :
● Polyvalence de la dureté des matériaux: Les concasseurs à cône peuvent facilement broyer des matériaux de différents niveaux de dureté, du calcaire tendre au granit très dur. Par exemple, lors du traitement du calcaire, un concasseur à cône peut transformer le calcaire d'une dureté de Mohs d'environ 3 en graviers. Pour le basalte plus dur, dont la dureté Mohs est d'environ 5-6, il peut rendre les morceaux encore plus petits. Cette polyvalence signifie que les concasseurs à cône peuvent être utilisés à différents stades du processus de concassage.
● Efficacité énergétique: Par rapport à d'autres méthodes de concassage de grosses pierres, les concasseurs à cône sont conçus pour être efficaces sur le plan énergétique, c'est-à-dire qu'ils permettent de concasser davantage en consommant moins d'énergie.
● Un agrégat uniforme et de haute qualité: L'action de concassage contrôlée d'un concasseur à cône permet d'obtenir des agrégats cohérents et uniformes, ce qui est essentiel pour la fabrication du béton et de l'asphalte. Un concasseur à cône peut produire des agrégats dont l'indice de flocons est inférieur à 10%, ce qui signifie que plus de 90% du matériau de sortie a une forme cubique, ce qui est souhaitable dans les matériaux de construction.
● Taux de réduction élevé: Les concasseurs à cône peuvent atteindre un taux de réduction plus élevé que de nombreux autres types de concasseurs, souvent entre 6:1 et 8:1, et parfois jusqu'à 10:1. Par exemple, si vous introduisez un matériau de 300 mm dans un concasseur à cône, vous pouvez obtenir un résultat de 30 mm ou moins, selon le réglage du CSS, ce qui le rend très efficace pour la réduction de la taille.
● Idéal pour Secondaire et les étapes de broyage tertiaire: En raison de leur taux de réduction élevé et du contrôle précis de la taille du produit, les concasseurs à cône fonctionnent particulièrement bien aux stades secondaire et tertiaire du concassage. Par exemple, dans une opération de concassage en plusieurs étapes, un concasseur à mâchoires primaire peut réduire le minerai d'une taille de 1 mètre à 100 mm, puis le concasseur à cône peut le réduire encore à environ 10-20 mm, prêt pour le broyage.
● Capacité pour traiter des aliments de grande taille: Les concasseurs à cône peuvent traiter des matériaux d'alimentation d'une taille allant jusqu'à 300 mm, ce qui permet de réduire facilement les grosses roches provenant directement des carrières en matériaux de plus petite taille adaptés au transport et au traitement ultérieur.
Défis et limites des concasseurs à cône
Si les concasseurs à cône conviennent parfaitement à de nombreuses utilisations, ils sont confrontés à certains défis et limitations spécifiques qui peuvent avoir une incidence sur leur efficacité et leur productivité globales.
● Matériau Compatibilité: Les concasseurs à cône fonctionnent incroyablement bien avec les minerais, le granit et le basalte. Lorsque tout va bien, ils les décomposent très bien et ne s'usent pas trop. En revanche, ils ont du mal à traiter les matériaux gluants, pâteux ou collants comme l'argile. Celles-ci risquent d'obstruer l'équipement et de le rendre inutilisable.
● Uniformité des produits: Les concasseurs à cône sont assez polyvalents et peuvent briser une large gamme de matériaux, mais il peut être difficile d'obtenir des particules de taille uniforme. Cela est particulièrement vrai pour les matériaux qui ne se brisent pas de manière égale. Pour d'autres applications, telles que la production de béton ou d'asphalte, où l'uniformité de la taille et de la forme des particules est cruciale, cette restriction n'est peut-être pas la meilleure option.
● Limites de taille: La conception d'un concasseur à cône limite la taille des matières premières qu'il peut traiter. Les matériaux trop volumineux peuvent obstruer les tuyaux ou nécessiter plusieurs étapes de broyage préalables. Cela augmente le coût et le temps de traitement global.
● Difficultés opérationnelles: Les concasseurs à cône sont soumis à une forte usure, en particulier lorsqu'ils traitent des matériaux grossiers. Cette usure peut entraîner des temps d'arrêt, ce qui réduit la production globale, tout en augmentant les frais de maintenance.
FAQ
Comment un cône diffère des autres types de concasseurs ?
Les concasseurs à cône broient par mouvement de rotation et pression, créant des produits cubiques, contrairement aux concasseurs à mâchoires qui utilisent la compression entre les plaques. Pour une comparaison détaillée des concasseurs, visitez le site Guide 101 des types de concasseurs : Ce qu'il faut savoir.
Quels matériaux peuvent être traités par un concasseur à cône ?
Ils traitent une variété de roches tendres à dures comme le calcaire, le granit, le basalte et le quartz, adaptées au type de concasseur et aux réglages.
Quelle est la plage de capacité typique des concasseurs à cône ?
Les capacités varient de 35 à plus de 1000 tonnes par heure, s'adaptant aux petites ou grandes opérations.
Quels sont les principaux conseils d'entretien d'un concasseur à cône ?
Des inspections régulières, une lubrification adéquate, le remplacement en temps voulu des pièces d'usure et les réglages du CSS sont essentiels.
Choisir le bon concasseur à cône pour votre exploitation minière
Pour choisir le meilleur concasseur à cône, il faut réfléchir à la nature du matériau, à ce que vous voulez en tirer et à ce dont votre mine a besoin pour bien fonctionner. La dureté du matériau, la taille de l'alimentation et l'ampleur de la réduction nécessaire sont autant d'éléments qui doivent vous aider à choisir votre broyeur. Il est également très important de discuter avec le fabricant et d'évaluer le coût de fonctionnement de l'appareil au fil du temps.
Les équipements de traitement des minerais de JXSC vous apportent la commodité
JXSC, créée en 1985, offre une large gamme de produits et de services. broyeurs à cône Les concasseurs à cône JXSC sont conçus pour répondre aux besoins des industries minières et de la construction. Connus pour leur grand rapport de concassage, leur efficacité de production élevée et leur automatisation avancée, les concasseurs à cône JXSC garantissent la production d'agrégats finement façonnés. Ils disposent d'un grand nombre de cavités de concassage différentes, de matériaux très résistants à l'usure pour une longue durée de vie, et de conceptions intelligentes telles que la protection contre les surcharges à ressort et le système de nettoyage hydraulique de la cavité pour les rendre faciles à utiliser. Avec deux usines couvrant 30 000 m², utilisant des technologies de fabrication et de conception 3D avancées, JXSC se consacre à une production rapide et de haute qualité, rendant votre processus de travail aussi efficace et durable que possible.
Conclusion
Les concasseurs à cône sont très importants pour le traitement des matériaux dans différentes industries. Savoir comment fonctionne un concasseur à cône, quelles sont ses pièces et comment l'utiliser correctement peut faire une grande différence dans l'efficacité de vos opérations. La technologie et la conception ne cessant de s'améliorer, les concasseurs à cône modernes sont plus efficaces, plus sûrs et plus simples à entretenir, ce qui leur permet de répondre de manière fiable aux besoins de traitement des matériaux.
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