Filtres Magnétiques : Optimisez la pureté de vos produits
Dans de nombreux secteurs industriels, la qualité et la pureté des produits en vrac sont essentielles pour assurer des opérations efficaces et fiables. Les contaminants métalliques, tels que les particules de fer ou d’acier, peuvent entraîner des dysfonctionnements des équipements, une réduction des performances et même des dommages coûteux. C’est là que les filtres magnétiques entrent en jeu. Dans cet article, nous examinerons comment ces filtres contribuent à optimiser la pureté des produits en vrac et à prévenir les problèmes liés aux contaminants métalliques.
Comment fonctionnent les filtres magnétiques
Les filtres magnétiques utilisent des aimants puissants pour attirer et capturer les particules métalliques présentes dans les produits en vrac. Ils sont généralement installés dans les conduits de transport ou les trémies de stockage, là où les produits passent à travers un champ magnétique. Les particules métalliques sont attirées par la force magnétique et restent piégées sur les surfaces des aimants, tandis que les produits purs continuent leur chemin sans être affectés.
Types de Filtres Magnétiques
Il existe différents types de filtres magnétiques adaptés au traitement des produits alimentaires en vrac :
Filtres magnétiques à aimants permanents : Ces filtres utilisent des aimants permanents, tels que les aimants en ferrite ou en néodyme, pour générer un champ magnétique puissant et capturer les contaminants métalliques. Ex: plaques magnétiques,
Filtres magnétiques à nettoyage automatique : Ces filtres sont équipés d’un système de nettoyage automatique qui élimine régulièrement les particules métalliques piégées. Cela garantit un fonctionnement continu sans interruption pour le nettoyage manuel.
Filtres magnétiques à haute intensité : Ces filtres utilisent des aimants à haute intensité pour éliminer les contaminants métalliques les plus fins et les plus résistants. Ils sont souvent utilisés dans les industries nécessitant un niveau élevé de pureté des produits, comme l’industrie pharmaceutique.
Applications des Filtres Magnétiques
Les filtres magnétiques sont des dispositifs polyvalents utilisés dans divers domaines pour différentes applications. Grâce à leur capacité à capturer et à éliminer les particules métalliques indésirables, ils jouent un rôle essentiel dans de nombreux secteurs industriels. Dans cet article, nous explorerons les différentes applications des filtres magnétiques et leur contribution à la sécurité, à la qualité et à l’efficacité des processus.
Industrie alimentaire: est l’un des domaines où les filtres magnétiques sont largement utilisés. Ils sont essentiels pour éliminer les contaminants métalliques des matières premières, tels que les grains, les céréales et les poudres, ainsi que des produits finis. Les filtres magnétiques garantissent la sécurité des aliments en prévenant les risques de contamination métallique et en préservant la qualité des produits.
Industrie minière: les filtres magnétiques sont utilisés pour séparer les minéraux magnétiques des matériaux non magnétiques. Ces filtres sont essentiels pour la séparation des minéraux magnétiques, l’élimination de contaminants métalliques, la protection des équipements et la sécurité des travailleurs.
Industrie Chimique: utilisés pour éliminer les impuretés métalliques des produits chimiques et des réactifs. Ils jouent un rôle crucial dans la fabrication de produits chimiques de haute pureté, tels que les produits pharmaceutiques, les cosmétiques et les produits électroniques. Les filtres magnétiques garantissent la qualité et la conformité des produits chimiques en éliminant les contaminants métalliques.
Industrie Automobile: utilisés dans les systèmes de filtration d’huile et de carburant pour capturer les particules métalliques présentes dans les fluides. Ces filtres améliorent la durabilité et les performances des moteurs en éliminant les contaminants susceptibles de causer des dommages. Ils contribuent également à la réduction de l’usure et à l’optimisation de l’efficacité énergétique des véhicules.
Industrie de l’énergie: utilisés dans l’industrie de l’énergie pour purifier les fluides de refroidissement et les lubrifiants des turbines et des générateurs. Ils éliminent les particules métalliques qui peuvent endommager les équipements et réduire leur efficacité. Les filtres magnétiques contribuent ainsi à la fiabilité et à la durabilité des installations énergétiques
Les roulements sont dispositif mécaniques qui permettent à une pièce de tourner par rapport à une autre autour d’un axe de rotation spécifique (liaison rotoîde). Ils supportent des efforts importants sans opposer résitance au pivotement. Ils sont devenus indispensables et d’utilisation universelle dans de nombreuses applications.
Eléments Principaux d’un roulement
Bague Extérieure: qui determine le diamètre exterieure du roulement. Appelé aussi cuvette pour rouleaux coniques.
Bague Intérieure: (ou douille)
Ces bagues sont équipées de chemins de roulements pour guider les élements roulants.
Cage du roulement: permet de maintenir les élements roulants à leur place.
Le type et le matérieu de la cage dependra des dimensions du roulement et de sa vitesse.
Les cages peuvent être: cage tôles ou cages massives (plus robustes et pour les grandes vitesses).
Eléments Roulants: qui permettent la rotation, ils peuvent être: billes sphériques, rouleaux cylindriques ou coniques, aiguilles.
Types de Roulements
Nous pouvons classer les roulements selon différents critères:
Selon le contact: Contact Ponctuel (roulements à billes) => Charges faibles à moderées
Contact Linéaire (roulements à aiguilles)=> Charges et chocs elevés
Selon la charge: Roulements Radiaux
Roulements pour charges Axiales (Butées)
Selon le montage: Roulements fermés: bague non démontable
Roulements ouverts: bague désolidarisée et démontable
Selon le nombre de ranges: Les roulements peuvent être à une ou plusiers rangées (entre 2 et 4)
Montage des Roulements
Méthodes
Avant de commencer le montage, préparez les pièces et outillage spécifiques selon le type de montage retenu: mécanique, hydraulique. Pour le montage mécanique: douilles de frappe, adaptateur, clés à ergot, extracteurs mécaniques Pour le montage hydraulique: les outillages hydrauliques permettent d’appliquer des efforts importants. Il convient pour le montage de roulements de grandes dimensions avec alésage conique. Il faut un générateur de pression qui permettra l’injection d’huile (pompe manuelle ou motorisée) entre l’axe et la bague intérieure.
Le montage peut se faire: A froid: pour les roulements de dimensions petites et moyennes.
A chaud (chauffage à induction): quand l’emmachement du roulement demande une force importante à cause de sa taille et haute tolerance d’ajustement.
Plusieurs marques de fabricants de roulement proposent des gamme d’outillages complètes pour faciliter les opérations de montage.
Procédure générale pour le montage des roulements
Préparation
Préparez les outils nécessaires, y compris des gants de protection, des clés appropriées, des dispositifs de chauffage ou de refroidissement si nécessaire, ainsi que les lubrifiants et adhésifs appropriés.
Inspection
Inspectez le roulement et vérifiez qu’il est en bon état, sans dommage ni usure excessive. Assurez-vous également que les surfaces de montage sont propres
Choix de la méthode de montage
Sélectionnez la méthode approprié (selon le type de roulement, taille, application…)
Lubrification
Appliquez le lubrifiant (type et quantité) recommandé par le fabricant
Montage
Placez soigneusement le roulement sur l’arbre ou dans le logement en vous assurant qu’il est correctement aligné. Utilisez les outils appropriés pour appliquer une pression uniforme et contrôlée pour enfoncer le roulement jusqu’à ce qu’il atteigne la position de montage souhaitée.
Vérifiez le jeu
Vérifiez le jeu axial et radial du roulement après le montage pour vous assurer qu’il est conforme aux spécifications requises par le fabricant. Réglez le jeu si nécessaire
Réf.
FAG – Montage et maintenance des roulements – Produits et Services JP Basset – Roulements – INSA Lyon
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La séparation magnétique est une technique de tri très utilisée dans l’industrie du recyclage mais aussi dans la protection de machines de production dans l’industrie minérale, l’industrie chimique, biochimique et médicale (avec séparation de nanoparticules pour ces 2 derniers).
Il s’agit d’une technologie dont le principe d’application est basé sur la réponse des matériels selon leur magnétisme.
Classification des matériels selon leur magnétisme
Les matériels ferromagnétiques : sont affectés par un champ électromagnétique à différents dégrées. Ils sont très susceptibles aux forces magnétiques et retiennent certain magnétisme quand ils sont éloignés du champ magnétique (ce qu’on appelle rémanence). Exemple : magnétite
Les matériels paramagnétiques : qui sont moins affecté par les champs magnétiques. Exemple : hématite, chromite, ilménite.
Les produits inertes : comme la plupart des minéraux, les bois, les plastiques, etc. qui ne répondent pas à un champ magnétique. Par exemple, un minérale diamagnétique développera un moment magnétique mais en direction opposé, de cette façon il sera repulsé par le champ.
Processus de Séparation Magnétique
En fonction de l’influence d’un champ magnétique sur les particules, ils ont été développés deux processus de séparation magnétique :
Séparation de basse Intensité : utilisé pour séparer les particules ferromagnétiques o paramagnétiques des particules diamagnétiques. Le processus peut se réaliser en milieu humide. L’intensité du champ magnétique est en général autour de 0,05T.
Séparation d’haute intensité : utilisée pour séparer les particules paramagnétiques de celles diamagnétiques. La réponse des matériels paramentiques est faible et donc le processus doit se réaliser à sec. L’intensité est autour de 2T.
Variables à contrôler pour optimiser l’efficacité de la séparation magnétique
Volume des particules à l’alimentation : plus grosse sera une particule, plus forte devra être le champ magnétique pour l’enlever
Distribution et épaisseur des particules sur la surface sur laquelle s’appliquera le champ magnétique
Susceptibilité de ces particules au champ magnétique
Intensité du champ magnétique du séparateur (paramètre de conception)
Gradient du champ magnétique du séparateur
Comment est mesuré la force d’un aimant ?
La force d’un aimant dependera de sa matière. Voici les pricnipales matières sur le marché : · Aimant en Ferrite : appelé aussi céramique. · Aimant Samarium+cobalte (SmCo) · Aimant ALNiCo · Aimant Néodume : composé de Fer et Bore. C’est un des plus puissants. La force d’un aimant est mesuré par sa puissance, exprimé en Newtons. L’intensité d’un champ magnétique est mesurée en Gauss. Plus cette valeur sera élevée plus le champ sera intense. Un aimant Néodyme peut aller jusqu’à 2000 Gauss. 10.000 Gauss = 1 Tesla
Quelques dispositifs de séparation magnétique
1. Les tambours Magnétiques
Ce sont des séparateurs autonettoyants à aimant permanent. Ils sont utilisés pour le nettoyage automatique des produits transportés par des bandes transporteuses. Le champ magnétique est généré de 2 possibles manières : par une bobine électromagnétique ou à l’aide des aimants permanents. Ce genre de tambour peut capter des morceaux ferreux de taille considérable. C’est un séparateur idéal pour les matériels fins.
2. Les plaques magnétiques : aimants permanents et électroaimants
Cette plaque est posée sur une bande ou conduit, et les particules ferreuses sont éliminées quand elles s’adhèrent à la plaque. Le dispositif doit être nettoyé fréquemment. Ces plaques peuvent être des aimants permanents ou électromagnétiques.
3. Les aimants OverBand
Il s’agit d’une bande transporteuse dont on a placé une plaque magnétique à l’intérieur. Elle est actionnée par un moteur électrique ou hydraulique. A un certain point de la bande, les particules ne sont plus sur l’influence du champ magnétique, et tombent.
La bande est placé transversalement sur un convoyeur qui transporte le produit à nettoyer.
Avantages: · Efficace quand la quantité de métaux à extraire est élevée · Protection de vos machines de traitement, évitant l’introduction d’éléments métalliques · Récupération d’éléments ferreux
4. Détecteurs de métaux
Pas exactement un dispositif de nettoyage. Il s’agit plutôt d’un dispositif de prévention et protection de machines. Il arrête la ligne de production quand des éléments ferreux sont détectés, pour éviter qu’ils puissent entrer dans les machines de traitement.
5. Séparateurs à courant de Foucault ou ECS (Eddy Current Separator)
Ce dispositif utilise un puissant champ magnétique qui permet de séparer les matériaux ferreux et non ferreux en utilisant les courants de Foucault. Très utilisé dans le recyclage des déchets car il permet de trier l’aluminium, cuivre, fer, et autres.
Principe de fonctionnement : ce séparateur utilise la réponse d’un matériel aux courants dites de Foucault. Les matériels non ferreux sont non ferromagnétiques et ne permettront pas l’apparition d’un champ magnétique à leur intérieur. De cette façon ces produits seront refusés en bout d’une bande transporteuse de déchets. Ces séparateurs sont très utiles pour séparer des matières assez chères comme l’aluminium.
Comment choisir son dispositif de séparation magnétique
Il faut tenir compte de l’ensemble des éléments expliqués précédemment : · La force de l’aimant · La matière : ferrite, néodyme… · La forme de fonctionnement : overband, plaque, tambour…. · Les variables à contrôler : hauteur de la couche de matériels, le volume des particules à extraire…
Ce post est consacré à une partie essentielle dans une carrière de granulats ou dans une mine: les transporteurs ou convoyeurs à bande. Si bien les convoyeurs constituent un équipement relativement simple, il s’agit d’un sujet très sensible et un des plus normalisés dans le monde de l’industrie minérale.
Les transporteurs à bande ont été utilisés historiquement depuis très long temps pour transporter de grandes quantités de produits en vrac sur de longues distances. Ils permettent de transporter des matériaux sur des pentes, par-dessous et par-dessus de l’eau, en aérien ou en sous-sol. Ils servent à intégrer les processus de broyage, classification, stockage, chargement et déchargement. Parmi tous les systèmes de transport de matériau, ils représentent le moyen de transport avec le coût plus faible à la tonne.
Il y a plusieurs conceptions de transporteursà bande. Chaque application et problème demande une solution spécifique et presque unique. Aussi chaque pays ou région aura des normes différentes concernant leur conception et la sécurité. La sécurité est un point essentiel dans la conception d’un convoyeur.
A la base, un convoyeur à bande est un élément relativement simple. Chaque convoyeur de transport de produits en vrac comporte six éléments principaux :
L’entrainement qui transmet la puissance à un ou plusieurs tambours
La structure qui peut être de type treillis ou caisson
Le système de transfert
Les accessoires : tendeurs, racleurs de bande, détecteurs de métaux, capotages, chasse-pierres, arrêts d’urgence…
Les problèmes liés au transport de produits en vrac
1. La sécurité du transporteur à bande
Un convoyeur à bande qui n’est pas mis en sécurité peut être mortel. Pour cette raison il y a nombreuses normes à respecter lors de la fabrication et le montage d’un transporteur à bande. Chaque pays ou région a une norme en vigueur pour les convoyeurs, qui seront plus ou moins strictes. Toutes ces règles vont coïncider sur certaines pratiques quelle que soit la conception du tapis ou les conditions d’exploitation:
L’isolement, verrouillage et protection de toutes les sources d’énergie de la bande
Respect de la vitesse d’exploitation et de la capacité
Barrières de protection sur tous les équipements en rotation
Arrêts d’urgence et signalisation de sécurité
L’utilisation des EPI et vêtements appropriés
Access sécurisés (passerelles assez amples, avec garde-corps normalisés….) pour le contrôle des différents éléments clés du convoyeur
Solutions
Il faut consulter les normes applicables à votre pays.
Les éléments listés précédemment sont minutieusement établis par ces normes en quant à dimensions, emplacement et signalisation.
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Tous le jours des produits fins s’échappent d’un convoyeur à partir de la zone de transfert ou collent à la bande. Ces poussières non contrôlées peuvent être une source de problèmes en matière d’efficacité, de productivité et de rentabilité.
Les principaux couts liés à un problème de volatiles pas contrôlés sont :
Le cout de nettoyage : le cout du personnel que chaque jour doit dépenser du temps à pelleter ou aspirer les produits pour les renvoyer dans la bande ou les transporter ailleurs.
Les pannes : quand les volatiles s’accumulent sur les différents composants du convoyeur les rouleaux peuvent tomber en panne, les paliers peuvent être grippés (par les fines qui passent travers les joints), les éléments mobiles usés selon le dégrée de abrasivité des fins.
Réduction de la sécurité
Amendes et arrêts : les volatiles pas contrôlés sont faciles à repérer ; même pendant une inspection avec une usine en arrêt les accumulations de fines sous les convoyeurs ou à proximité envoie un message aux organismes de régulation
Solutions
Capotages, système de dépoussiérage sur les zones de transfert plus sensibles, système d’abattage de poussières…
La sécurité de vos convoyeurs à bande passe par l’entretien
Le transport de matériel dans une mine ou une carrière de granulats peut représenter une grosse partie du cout total d’exploitation. Pour cette raison, le bon choix du système de convoyage et une conception soignée peuvent contribuer à réduire les couts des opérations minières. Eviter les arrêts par accidents ou par pannes represent une réduction des couts non négligeable, pour cela il faut apporter une grande importance à la sécurité qui découlera sans doute de la correcte maintenance des convoyeurs à bande.
En carrière de granulats ou en mines à ciel ouvert les conditions de travail sont dures, mais à l’intérieur d’une mine subterraine celles-ci peuvent être extrêmes, et il faut tenir compte de : · Un environnement sale, avec une grande quantité de poussières · Selon le produit transporté : un environnement corrosif (ex : le cas pour des mines de sel…) , ou qui peut contenir de vapeurs acides · Un taux d’humidité élevée · Températures qui peuvent varier : très élevées ou très basses
Pour répondre à ces environnements exigeants, certains points deviennent indispensables pourgarantir le bon fonctionnement des convoyeurs à bande, et pour rallonger la vie de votre matériel :
I. Les Dispositif de nettoyage : statiques et dynamiques.
Dispositifs Statiques : Racleurs primaires et secondaires : l’effectivité d’un racleur change avec les conditions du jour et le type de racleur. Nous pouvons trouver dans cette catégorie: les racleurs à lame unique, à lame double, à lames articulées, en V, à renvoi latéral
Dispositifs Dynamiques : fonctionnement avec un moteur, comme les balais motorisés, placés en contact direct avec la bande
Image : Position des dispositifs de nettoyage – Extrait article Magazine Global Gypsum : controlling conveyor belt carryback
Exemple Racleur
Quels sont les points idéaux pour placer ces dispositifs de nettoyage ?
Sur le tambour d’entrainement
A environ 200mm où la bande quitte le tambour (zone indiquée « tertiary » sur l’image ci-dessus)
Avant le tambour de renvoi (face intérieure de la bande)
Avant les tambours de contrainte ou d’inflexion (face intérieure de la bande)
Composants d’un convoyeur à bande. Extrait: Conception de Convoyeurs à Bande – Rumelca
Quelles sont les clés pour un bon nettoyage de la bande ?
Le manque d’entretien des racleurs décroît leur efficacité. Pour cela est très important:
Une sélection adéquate du type et marque du racleur (selon le produit transporté et le type de convoyeur),
Une correcte installation du dispositif,
Une bonne inspection et maintenance du composant (il est très important d’établir un planning régulier de nettoyage des racleurs)
II. Bien choisir la bande caoutchouc
La bande doit être choisie selon la température, l’usure, la tension. Vous pouvez lire plus concernant les éléments à tenir en compte sur notre note : La bande Caoutchouc
III.Détecteurs de déviation
Ce sont des dispositifs qui détectent et informent d’un décentrage excessif de la bande, pour éviter l’endommagement de celle-ci.
IV.Un meilleur accès aux composants du convoyeur
Un accès difficile ou insuffisant aura une conséquence sur la fréquence et la qualité de la maintenance, et sur les probabilités d’avoir des accidents de travail.
V.Pourquoi pas tester quelques innovations ?
Par exemple l’AirScrape : une espèce de joint latérale manufacturé et patenté par un fabricant allemand. Ce système évite l’accumulation de produit sur les latérales de la bande et pousse le produit vers le centre.
Pensez à éviter les problèmes dès la conception
Lors de la conception nous devons essayer d’avoir ces 3 éléments en même temps :
1. Composants facilement visibles pendant le fonctionnement : on ne peut pas prévoir une panne sur un élément si on ne peut pas voir sont correct ou incorrect fonctionnement.
2. Accessibilité : éviter que les composants soient dans une zone encombrée, où l’intervention devient dangereuse, et que cela demande de tout arrêter autour pour intervenir en sécurité. Comme conséquence on repoussera constamment les interventions pour éviter les grands arrêts de production.
3. Facilité de remplacement : liée à l’accessibilité, si le composant peut être changé sans mettre le personnel en danger, et rapidement, les arrêts seront moins longs et on évitera de repousser les interventions préventives.
Repérer les sources de danger pour un environnement avec convoyeurs :
· Accumulation de poussières · Energie stockée · Convoyeurs placés en hauteur · Climat · Illumination insuffisante · Bruit · Chute d’outils ou components possible · Composants électriques · Risques de feux · Espaces confinés · Accessoires/composants accessibles pendant le fonctionnement
La conception doit limiter l’exposition de l’employé à cet ensemble de risques, augmenter le travail en sécurité et maximiser la production.
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