Dans le domaine du traitement des minéraux, de la construction et de la production de granulats, les concasseurs à cône et les concasseurs à marteaux jouent des rôles cruciaux dans la réduction de la taille des matières premières. Cependant, ces deux types de concasseurs possèdent des caractéristiques distinctes en termes de principes de fonctionnement, de conceptions structurelles, de capacités de performance et de champs d'application. Comprendre ces différences est essentiel pour les industries afin de prendre des décisions éclairées lors du choix de l'équipement le plus adapté à leurs besoins spécifiques. Cet article effectuera une comparaison complète entre les concasseurs à cône et les concasseurs à marteaux sous plusieurs aspects, fournissant une référence détaillée pour les professionnels des domaines concernés.
Les concasseurs à cône fonctionnent sur le principe de la compression. Le composant principal d'un concasseur à cône est la chambre de concassage, qui se compose d'un manteau (la partie intérieure et mobile) et d'un concave (la partie extérieure et fixe). Le manteau tourne à l'intérieur du concave, entraîné par un arbre excentrique. Lorsque le manteau se rapproche du concave, il applique des forces à haute pression sur les matériaux introduits dans la chambre de concassage. Ces forces de compression font que les matériaux se brisent le long de leurs points les plus faibles, réduisant progressivement leur taille. Lorsque le manteau s'éloigne lors de la course de relâchement, les matériaux broyés tombent vers le bas en raison de la gravité, et de nouveaux matériaux sont introduits dans la chambre. Ce processus cyclique continu permet au concasseur à cône d'atteindre une réduction de taille des particules relativement uniforme.
Les broyeurs à marteaux, d'autre part, fonctionnent sur le principe de l'écrasement par impact. À l'intérieur du broyeur à marteaux, il y a un rotor rotatif à grande vitesse équipé de plusieurs marteaux. Lorsque les matériaux pénètrent dans la chambre de concassage, ils sont immédiatement frappés par les marteaux en rotation rapide à grande vitesse. La force d'impact intense brise les matériaux, et les morceaux cassés sont ensuite projetés contre les plates-formes d'impact ou les plaques de rupture installées à l'intérieur de la chambre, réduisant encore leur taille. De plus, les matériaux peuvent également entrer en collision les uns avec les autres pendant le processus de concassage, renforçant l'effet de concassage. Le principe de fonctionnement basé sur l'impact des broyeurs à marteaux permet un rapport de réduction élevé dans un processus de concassage à une seule étape.
La structure d'un concasseur à cône est relativement complexe et robuste. Le cadre principal sert de fondation, offrant un support stable pour tous les composants internes. La chambre de concassage, avec sa forme conique, est conçue pour réduire progressivement l'espace entre le manteau et le concave de haut en bas, facilitant le concassage étape par étape des matériaux. L'assemblage excentrique, qui entraîne le mouvement gyroscopique du manteau, est soigneusement conçu pour garantir un fonctionnement fluide et précis. De plus, les concasseurs à cône sont souvent équipés d'un système de lubrification pour réduire le frottement entre les pièces mobiles, et certains modèles avancés peuvent également avoir un système d'ajustement hydraulique pour le réglage de la partie fermée, permettant aux opérateurs de contrôler la taille du produit final plus précisément.
Les broyeurs à marteaux ont une structure plus simple par rapport aux broyeurs à cône. Les composants clés comprennent le rotor, les marteaux, les plaques d'impact et le boîtier de la chambre de concassage. Le rotor est la principale pièce rotative, et les marteaux sont soit fixes, soit articulés dessus. Les plaques d'impact sont installées sur la paroi intérieure du boîtier de la chambre de concassage. Lorsque le rotor tourne à grande vitesse, les marteaux se balancent vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge. La structure simple des broyeurs à marteaux les rend relativement faciles à installer, à entretenir et à réparer. Cependant, en raison de l'opération à impact à haute vitesse, les marteaux et les plaques d'impact sont sujets à l'usure et doivent être remplacés régulièrement.
Les broyeurs à cône sont réputés pour produire des particules d'une taille relativement uniforme et d'une forme cubique. Le processus de compression continue dans la chambre de concassage conique entraîne une distribution de taille des particules plus contrôlée. Cette caractéristique est très appréciée dans des applications telles que la production d'agrégats de haute qualité pour la fabrication de béton. Les agrégats en forme cubique peuvent améliorer l'effet d'emboîtement dans le béton, renforçant ainsi sa résistance et sa durabilité. Dans la construction routière, la taille et la forme uniformes des agrégats broyés à cône contribuent également à la stabilité et à la régularité de la surface de la route.
Les broyeurs à marteaux produisent généralement des particules avec une forme plus irrégulière et une gamme de tailles de particules plus large. L'impact intense et le processus de concassage par collisions multiples peuvent générer une quantité significative de fines et de particules floconneuses. Bien que cela ne soit pas idéal pour des applications nécessitant des formes de particules de haute précision, dans certains cas, comme la production de matériaux de base pour les routes ou le traitement préliminaire de matériaux pour un broyage ultérieur, les particules de forme irrégulière issues des broyeurs à marteaux peuvent néanmoins être acceptables.
La capacité de concassage des concasseurs à cône varie selon le modèle et le type. En général, lors des étapes de concassage secondaire et tertiaire, les concasseurs à cône peuvent atteindre un débit relativement élevé. Par exemple, un concasseur à cône hydraulique de taille moyenne peut traiter de 100 à 300 tonnes de matériaux par heure. Cependant, par rapport aux concasseurs à marteaux dans certaines applications de concassage primaire, leur capacité de concassage initiale pour les matériaux de grande taille peut être relativement inférieure.
Les broyeurs à marteaux sont souvent conçus pour un écrasement primaire à haute capacité. Leur principe de fonctionnement basé sur des impacts à grande vitesse leur permet de traiter efficacement des matériaux de grande taille. Un broyeur à marteaux de grande échelle peut avoir une capacité de broyage de plusieurs centaines de tonnes par heure, ce qui le rend adapté à la réduction rapide de la taille de grands volumes de matières premières à l'étape initiale du processus de concassage.
Les concasseurs à cône offrent généralement un rapport de concassage modéré à élevé. Dans les concasseurs à cône standards utilisés pour le concassage secondaire, le rapport de concassage peut varier de 3:1 à 6:1, tandis que les concasseurs à cône à tête courte pour le concassage tertiaire peuvent atteindre des ratios plus élevés, parfois jusqu'à 8:1 ou plus. Le processus de concassage multi-étapes dans les concasseurs à cône permet une réduction progressive de la taille des matériaux, assurant un rapport de concassage relativement stable et contrôlé.
Les broyeurs à marteaux sont capables d'atteindre un rapport de concassage très élevé en une seule opération. Dans certains cas, le rapport de concassage des broyeurs à marteaux peut atteindre jusqu'à 10:1, voire plus. Ce rapport de concassage élevé les rend très efficaces pour réduire rapidement des matériaux de grande taille en particules plus petites, réduisant ainsi le besoin de plusieurs étapes de concassage dans certaines applications.
Concasseur à cône
1. Industrie minière
Dans l'industrie minière, les concasseurs à cône sont largement utilisés dans les étapes de concassage secondaire et tertiaire. Après le concassage primaire du minerai par des concasseurs à mâchoires ou des concasseurs giratoires, les concasseurs à cône sont utilisés pour réduire encore la taille des particules de minerai à un niveau approprié pour les processus de broyage et de séparation minérale subséquents. Par exemple, dans l'exploitation du cuivre, les concasseurs à cône peuvent broyer le minerai de cuivre préalablement concassé en morceaux plus petits, facilitant l'extraction des minéraux de cuivre lors des processus de flottation ou de lixiviation suivants.
2. Production Agrégée
Dans la production agrégée pour la construction, les concasseurs à cône jouent un rôle essentiel dans la production d'agrégats de haute qualité. Ils sont particulièrement adaptés aux applications où des exigences strictes sont imposées sur la taille et la forme des particules des agrégats, comme dans la production de béton pour les gratte-ciel et les ponts. Les agrégats de forme cubique produits par les concasseurs à cône peuvent améliorer la maniabilité et la résistance du béton, garantissant la qualité et la sécurité des projets de construction.
3. Industrie de l'exploitation des carrières
Dans les carrières, les concasseurs à cône sont utilisés pour traiter différents types de roches, telles que le calcaire, le granit et le marbre. Ils peuvent produire des granulats de tailles variées selon les exigences du marché, fournissant des matériaux pour la construction de routes, la construction de bâtiments et d'autres projets d'infrastructure.
Broyeur à marteaux
1. Industrie minière
Dans l'industrie minière, les broyeurs à marteaux sont principalement utilisés pour le concassage primaire de minerais relativement mous ou de dureté moyenne. Par exemple, dans les mines de charbon, les broyeurs à marteaux peuvent écraser efficacement de gros blocs de charbon en tailles plus petites pour le transport et le traitement ultérieur. Cependant, pour les minerais extrêmement durs, l'usure des marteaux et d'autres composants des broyeurs à marteaux peut être trop élevée, limitant ainsi leur application.
2. Industrie du recyclage
Les broyeurs à marteaux sont particulièrement adaptés à l'industrie du recyclage. Ils peuvent être utilisés pour broyer les déchets de construction et de démolition, tels que le béton, les briques et l'asphalte, en granulats réutilisables. L'action de broyage à fort impact des broyeurs à marteaux peut efficacement décomposer ces matériaux déchets, et les granulats recyclés obtenus peuvent être utilisés dans diverses applications de construction, contribuant ainsi à la protection de l'environnement et à la conservation des ressources.
3. Industrie légère et industrie chimique
Dans l'industrie légère et l'industrie chimique, les broyeurs à marteaux sont souvent utilisés pour broyer des matières premières d'une dureté relativement faible, comme le gypse, le calcaire utilisé dans la production de ciment – produits chimiques associés, et certains matériaux organiques. Leur structure simple et leur performance de broyage très efficace en font un choix pratique pour ces industries.
Les concasseurs à cône, en particulier les concasseurs à cône hydrauliques avancés, nécessitent généralement un investissement initial plus élevé. La structure complexe, le processus de fabrication de haute précision et les systèmes de contrôle avancés contribuent à un coût relativement élevé. Par exemple, un concasseur à cône hydraulique de taille moyenne peut coûter des centaines de milliers de dollars, ce qui peut représenter un fardeau financier important pour certaines entreprises à petite échelle ou des projets de démarrage.
Les broyeurs à marteaux ont généralement un investissement initial plus bas en raison de leur structure plus simple et de leur processus de fabrication. Un broyeur à marteaux standard peut être acheté à un prix relativement abordable, ce qui les rend plus accessibles aux petites et moyennes entreprises disposant d'un capital limité.
Les concasseurs à cône sont relativement économes en énergie lors des étapes de concassage secondaires et tertiaires. Le processus de compression continue et la conception optimisée de la chambre de concassage leur permettent d'utiliser l'énergie de manière plus efficace. En moyenne, un concasseur à cône peut consommer 1 à 3 kWh d'électricité par tonne de matériaux concassés, en fonction du modèle spécifique et des conditions d'exploitation.
Les broyeurs à marteaux, en raison de la rotation à grande vitesse du rotor et du processus de concassage intense basé sur l'impact, consomment généralement plus d'énergie. L'énergie n'est pas seulement utilisée pour broyer les matériaux, mais aussi pour surmonter la résistance causée par la rotation à grande vitesse et l'impact. La consommation d'énergie des broyeurs à marteaux peut atteindre 3 à 5 kWh par tonne de matériaux broyés, entraînant des coûts opérationnels plus élevés à long terme.
Les principaux composants des concasseurs à cône soumis à l'usure sont le manteau et le concave. Bien que ces pièces doivent être remplacées périodiquement, le processus de remplacement est relativement complexe et nécessite des compétences professionnelles. Le coût de remplacement du manteau et du concave peut être relativement élevé, en particulier pour des matériaux de haute qualité résistants à l'usure. De plus, le système de lubrification et d'autres composants des concasseurs à cône nécessitent également une inspection et un entretien réguliers, ce qui augmente le coût global de maintenance.
Les marteaux et les plaques d'impact des broyeurs à marteaux sont les principales pièces d'usure. Ces pièces sont plus sujettes à l'usure en raison de l'opération à impact à grande vitesse et doivent être remplacées plus fréquemment. Bien que le coût individuel de remplacement des marteaux et des plaques d'impact puisse être relativement faible, les exigences de remplacement fréquentes peuvent également entraîner une augmentation significative des coûts de maintenance au fil du temps. De plus, l'opération à grande vitesse des broyeurs à marteaux peut également provoquer une usure plus rapide d'autres composants, augmentant ainsi encore la charge de travail et le coût de maintenance.
Les concasseurs à cône génèrent relativement moins de poussière lors de leur fonctionnement. La chambre de concassage fermée et le processus de compression continue créent un environnement plus contrôlé, réduisant la quantité de poussière libérée dans l'air. Cependant, de la poussière peut encore être générée lors des processus d'alimentation et de déchargement. Pour résoudre ce problème, les concasseurs à cône peuvent être équipés de systèmes de collecte de poussière, tels que des capots anti-poussière et des filtres à sacs, pour capturer et éliminer efficacement les particules de poussière.
Les concasseur à marteaux ont tendance à générer plus de poussière en raison de l'impact à grande vitesse et du processus de concassage par collisions multiples. L'impact intense peut provoquer l'expulsion de particules fines dans l'air, et le mouvement des matériaux à l'intérieur de la chambre de concassage augmente également la probabilité de génération de poussière. Pour atténuer la pollution par la poussière, les concasseurs à marteaux nécessitent souvent des mesures de suppression de poussière plus complètes, telles que des systèmes de pulvérisation d'eau, des capots de collecte de poussière et des systèmes de ventilation puissants.
Les concasseurs à cône produisent des niveaux de bruit relativement plus bas pendant leur fonctionnement. Le mouvement giratoire doux et continu du manteau entraîne un fonctionnement plus stable et moins bruyant. Le bruit généré par les concasseurs à cône se situe généralement dans la plage de 80 à 90 décibels, ce qui peut être géré avec des mesures standard de réduction du bruit, telles que l'installation de cabines insonorisées.
Les broyeurs à marteaux génèrent des niveaux de bruit relativement élevés en raison de la rotation à grande vitesse du rotor et de l'impact des marteaux sur les matériaux. Le niveau de bruit des broyeurs à marteaux peut atteindre 100 décibels, voire plus, représentant une menace plus grande pour l'environnement de travail et la santé des opérateurs. Des mesures spéciales de réduction du bruit, telles que l'utilisation de supports antivibratoires, de matériaux absorbants du son et de structures entièrement fermées, sont souvent nécessaires pour réduire la pollution sonore.
Les concasseurs à cône et les concasseurs à marteaux ont chacun leurs caractéristiques uniques et leurs avantages d'application. Les concasseurs à cône conviennent aux applications nécessitant des produits de haute qualité et de taille uniforme, en particulier dans les étapes de concassage secondaire et tertiaire dans les industries minière et de construction. Les concasseurs à marteaux, en revanche, sont plus adaptés au concassage primaire de matériaux relativement mous et aux applications de recyclage en raison de leur rapport de concassage élevé et de leur structure simple. Lors du choix entre les deux, les industries doivent prendre en compte de manière exhaustive des facteurs tels que les caractéristiques des matériaux, les exigences de production, les coûts opérationnels et les impacts environnementaux afin de sélectionner l'équipement de concassage le plus approprié, afin d'atteindre les meilleurs avantages économiques et sociaux.
