Comment fonctionne une presse à briquettes

Si vous avez déjà regardé un tas de copeaux de métal, de tournures ou de déchets d'usinage et que vous vous êtes demandé s'il existait un meilleur moyen de les gérer, la réponse est oui. Une presse à briquettes transforme ces déchets encombrants et salissants en blocs denses et uniformes, plus faciles à stocker, à transporter et à vendre. Mais comment cela fonctionne-t-il réellement ?

En résumé, une presse à briquettes applique une pression hydraulique ou mécanique extrême pour compacter les rebuts métalliques en blocs solides à haute densité appelés briquettes. Ce guide détaille le principe de fonctionnement, les différents types de machines disponibles, les composants clés d'un système de briquetage et les conditions nécessaires pour produire des briquettes de haute qualité.

Comment fonctionne une presse à briquettes métalliques ?

Une presse à briquettes comprime les rebuts métalliques en briquettes denses grâce à une séquence systématique d'alimentation, de pré-compression, de compression principale et d'éjection. Une pression élevée force les particules métalliques à s'agglomérer, créant un bloc solide sans avoir besoin d'agents liants supplémentaires.

L'opération suit un cycle étape par étape :

1. Alimentation. Les déchets métalliques, tels que les tournures, les copeaux ou les résidus, sont chargés dans une trémie d'alimentation. Cette trémie sert de point de collecte et d'entrée pour tous les rebuts entrants, assurant un flux constant vers le système.
2. Convoyage. Depuis la trémie, une vis sans fin transporte les rebuts métalliques vers une chambre de pré-chargement. Le convoyeur fonctionne selon un cycle contrôlé par un automate programmable (PLC), s'ajustant automatiquement en fonction de la taille et de la densité des particules pour garantir une qualité de briquette optimale.
3. Pré-compression. Une fois que la vis sans fin a rempli la chambre de pré-chargement avec la quantité appropriée de matériau, le pré-chargeur s'active et effectue une compression initiale. Il pousse le métal en vrac dans une chambre de pressage, le préparant pour la compression finale.
4. Compression principale. Ensuite, le piston de presse principal s'engage. Il applique une force substantielle sur le matériau dans la chambre de pressage, le formant en une briquette dense. Pendant la compression, les résidus de liquides de refroidissement ou d'huiles sont extraits des rebuts et collectés dans un bac sous la machine pour une réutilisation potentielle. Des capteurs de pression surveillent en permanence les niveaux de compression pour maintenir la pression jusqu'à atteindre une valeur prédéterminée, garantissant que la densité de la briquette répond aux exigences spécifiques.
5. Éjection. Après la compression, le moule de pressage se repositionne pour aligner la briquette finie avec une ouverture d'éjection. Des éjecteurs poussent la briquette à travers les orifices de la plaque frontale de la machine. Le piston de compression principal et le pré-chargeur retournent ensuite à leurs positions initiales, et la matrice vide se réaligne avec le piston de compression pour entamer un nouveau cycle.

Le processus est contrôlé avec précision. Les systèmes hydrauliques utilisent des automates programmables qui gèrent les cycles de compression, surveillant les niveaux de pression et ajustant le temps de compression en fonction des variations de densité du matériau. Ce processus continu se répète jusqu'à ce que tout le matériau dans la trémie d'alimentation soit traité.

Les exigences de pression varient considérablement selon le type de métal. Les rebuts d'acier et de fonte ont une dureté élevée et une faible plasticité, nécessitant une pression élevée de 250 à 400 MPa pour obtenir l'effet de densification. Les rebuts d'aluminium et de cuivre ont une bonne plasticité et peuvent être formés à 150-250 MPa. Le temps de maintien de la pression doit être contrôlé entre 3 et 8 secondes. Un temps de maintien insuffisant entraîne une porosité élevée et un effritement facile de la briquette, tandis qu'un temps excessif prolonge le cycle et réduit l'efficacité de la production.

Le tableau ci-dessous résume les exigences de pression pour différents métaux.

Les presses à briquettes modernes peuvent produire des briquettes avec des densités jusqu'à cinq fois supérieures à celles des rebuts en vrac d'origine, réduisant considérablement le volume tout en créant un produit plus facile à manipuler, à transporter et à recycler.

Types de presses à briquettes

Les presses à briquettes sont classées selon leur principe mécanique en quatre types principaux : hydraulique, à vis, à piston et à rouleaux. Chaque type fonctionne différemment et convient à des applications différentes.

Type hydraulique

Une presse à briquettes hydraulique utilise une station de pompage hydraulique pour fournir une huile sous haute pression qui actionne un piston pour compresser le matériau. Le système hydraulique applique une pression extrême dans une chambre scellée, avec des vérins hydrauliques capables de compresser des matériaux en aluminium sous des pressions supérieures à 30 000 psi.

Les presses à briquettes hydrauliques sont particulièrement efficaces pour la compression des métaux grâce à leur capacité à maintenir une pression élevée pendant de longues périodes. Ce temps de compression prolongé permet à une plus grande partie de la déformation élastique de se transformer en déformation plastique permanente, ce qui donne des briquettes plus solides et plus stables.

Comparées aux types à rouleaux, à piston et à vis, les presses à briquettes hydrauliques sont plus adaptées aux matériaux métalliques en raison de leur pression élevée.

Type à vis

Une presse à briquettes de type à vis utilise une grande vis pour broyer, compresser et extruder le matériau en briquettes. La matière première est introduite par l'entrée, et les pales de la vis poussent le matériau vers l'avant, le mélangeant et le pressant avant l'extrusion. Ce type est couramment utilisé pour les applications de biomasse où la teneur naturelle en lignine du matériau sert de liant sous haute pression et température.

Type à piston

Une presse à briquettes de type à piston utilise un volant entraîné par moteur et une poussée mécanique de piston pour compresser le matériau. La machine se compose d'un alimentateur à vis et d'un compacteur à double rouleau. Les machines à piston ont des cycles plus rapides et sont souvent utilisées pour les métaux plus tendres comme l'aluminium.

Type à rouleaux

Une presse à briquettes de type à rouleaux utilise deux rouleaux contrarotatifs pour compacter le matériau. La poudre est introduite dans la machine par gravité ou par une vis, et les rouleaux saisissent la poudre et la compressent entre eux. Un rouleau est fixe et l'autre est flottant, avec des pistons hydrauliques poussant le rouleau flottant vers le rouleau fixe. Ce type est couramment utilisé pour les applications de charbon, de charbon de bois et de poudre minérale.

Article connexe : Presse à briquettes hydraulique vs mécanique

Composants clés d'un système de briquetage hydraulique

Un système de briquetage hydraulique complet se compose de plusieurs composants clés qui travaillent ensemble pour transformer les déchets en vrac en briquettes denses.

Système d'alimentation hydraulique

Le système d'alimentation hydraulique est le cœur d'une presse à briquettes hydraulique. Il utilise généralement une conception à double pompe et double circuit où une pompe basse pression entraîne la tête de pression pour pousser rapidement le matériau dans la chambre, puis une pompe haute pression délivre la pression nominale pour la compression finale. Cela crée un mode de fonctionnement segmenté de “ alimentation rapide plus formage haute pression ” qui garantit l'efficacité tout en évitant le gaspillage d'énergie.

Composants de manutention des matériaux

Les composants de manutention des matériaux préparent et déplacent les déchets vers le système de compression. La trémie d'alimentation sert de point de collecte et d'entrée pour les déchets entrants. Un convoyeur à vis transporte les déchets métalliques de la trémie vers la chambre de préchargement. Dans certains systèmes, des opérations de déchiquetage ont lieu avant la compression pour créer des tailles de copeaux uniformes à partir de tournures longues et filandreuses, améliorant ainsi le flux de matériau et assurant une densité de briquette constante.

Système de compression

Le système de compression est l'endroit où se produit la densification réelle. Il comprend la chambre de préchargement, qui effectue la compression initiale et pousse le métal en vrac dans la chambre de pressage. Le piston de presse principal applique une force substantielle sur le matériau dans la chambre de pressage, le formant en une briquette dense. La matrice ou le moule façonne la briquette en formes cylindriques ou rectangulaires.

Systèmes d'éjection et de contrôle

Le système d'éjection retire les briquettes finies de la machine. Après la compression, le moule de pressage se repositionne pour aligner la briquette finie avec une ouverture d'éjection, et des éjecteurs poussent la briquette vers l'extérieur. Le système de contrôle, généralement un PLC, gère l'ensemble du cycle de compression, surveillant les niveaux de pression et ajustant le temps de compression en fonction des variations de densité du matériau.

Système de récupération des fluides

Pendant la compression, les liquides de refroidissement ou les huiles résiduels sont extraits des déchets et collectés dans un puisard sous la machine. Les fluides expulsés s'écoulent dans des réservoirs de collecte où ils peuvent être filtrés et réutilisés dans les opérations d'usinage. Cette récupération des fluides est un avantage significatif du processus de briquetage, réduisant les déchets et récupérant des fluides de coupe précieux.

Comment augmenter la densité des briquettes

La densité des briquettes est l'un des indicateurs de qualité les plus importants dans le processus de briquetage. Une densité plus élevée signifie une meilleure manipulation, une valeur de rebut plus élevée et une fusion plus efficace. Plusieurs facteurs influencent la densité finale des briquettes.

Le temps de maintien de la pression est critique. Le temps de maintien de la pression doit être contrôlé entre 3 et 8 secondes. Un maintien de pression insuffisant entraîne une porosité élevée et un desserrage facile de la briquette. S'il est trop long, le cycle unique est prolongé et l'efficacité de la production est réduite. Le temps de compression prolongé dans les systèmes hydrauliques permet à une plus grande partie de la déformation élastique de se transformer en déformation plastique permanente, ce qui donne des briquettes plus solides et plus stables.

La préparation du matériau affecte également la densité. Les opérations de déchiquetage avant la compression créent des tailles de copeaux uniformes à partir de tournures longues et filandreuses, améliorant le flux de matériau et assurant une densité de briquette constante. La course de la tête de pression et la taille de la matrice doivent correspondre aux spécifications du bloc de briquettes. Les briquettes rondes courantes de φ80-120 mm ou les briquettes carrées de 100×100 mm atteignent une densité de 5,5-7,2 g/cm³ après formage.

La conception de la matrice influence la qualité de la briquette. La matrice ou le moule doit être correctement dimensionné et entretenu pour produire des formes et des densités constantes. Les paramètres de pression doivent être adaptés avec précision en fonction du matériau et de la forme des déchets.

Un problème courant dans le briquetage est une pression insuffisante. Cela peut résulter d'une pression hydraulique insuffisante, de joints usés ou d'une alimentation en matériau inappropriée. Le dépannage d'une basse pression implique généralement la vérification des niveaux de fluide hydraulique, l'inspection des joints et des tuyaux pour détecter les fuites, et la garantie que le système d'alimentation délivre le matériau au bon débit.

Pourquoi le briquetage hydraulique est idéal pour le recyclage des métaux

Le briquetage hydraulique est le choix privilégié pour les applications de recyclage des métaux. Plusieurs caractéristiques en font une solution parfaitement adaptée au traitement des copeaux, tournures et limailles métalliques.

Capacité de haute pression

Les systèmes hydrauliques peuvent appliquer une pression extrême dans une chambre scellée. Les vérins hydrauliques peuvent comprimer l'aluminium sous des pressions supérieures à 30 000 psi. Les ferrailles d'acier et de fonte nécessitent 250 à 400 MPa pour obtenir une densification, tandis que l'aluminium et le cuivre peuvent être formés à 150-250 MPa. Cette plage de pression couvre pratiquement tous les types de métaux courants.

Temps de maintien de pression prolongé

Les systèmes hydrauliques maintiennent une pression élevée pendant des périodes plus longues que les alternatives mécaniques. Ce temps de compression prolongé permet à une plus grande partie de la déformation élastique de se transformer en déformation plastique permanente, ce qui donne des briquettes plus solides et plus stables. Le résultat est des briquettes qui restent cohérentes pendant la manipulation, le transport et le chargement dans les fours.

Récupération des fluides

Pendant la compression, les résidus de liquides de refroidissement et de fluides de coupe sont extraits de la ferraille et collectés. Les fluides expulsés s'écoulent dans des réservoirs de collecte où ils peuvent être filtrés et réutilisés dans les opérations d'usinage, récupérant ainsi des ressources précieuses qui seraient autrement perdues.

Polyvalence selon les types de métaux

Les machines de briquetage hydraulique traitent divers métaux. Elles fonctionnent avec des métaux ferreux comme les tournures d'acier, de fonte et d'acier inoxydable. Elles traitent également des métaux non ferreux comme les copeaux d'aluminium, de cuivre, de laiton et de bronze. Cette polyvalence les rend adaptées aux usines d'usinage automobile, aux fabricants aérospatiaux, aux fonderies de métaux et aux centres de recyclage.

Aucun liant requis

Le briquetage de métaux repose sur une technologie de formage hydraulique à froid qui utilise les caractéristiques de déformation plastique des matériaux métalliques pour obtenir une liaison dense sans ajout de liant. La haute pression brise les pores entre les particules et favorise la micro-occlusion de la surface.

Depuis 2008, Aupwit fabrique des presses à briqueter hydrauliques pour le recyclage des copeaux métalliques, proposant des modèles à sortie simple, à double sortie et verticaux conçus pour traiter les copeaux d'acier, de fonte, d'aluminium et de cuivre. Nos solutions de briquetage hydraulique combinent une capacité de haute pression, une récupération efficace des fluides et des performances fiables pour aider les opérations de travail des métaux à transformer les déchets en valeur.

Conclusion

Une machine à briqueter transforme les déchets métalliques en vrac en briquettes denses et précieuses grâce à une séquence précise d'alimentation, de compression et d'éjection. Le processus réduit considérablement le volume des déchets, récupère les fluides de coupe coûteux et crée un produit qui atteint des prix plus élevés sur les marchés du recyclage.

Le type de machine que vous choisissez dépend de votre matériau et de vos exigences de production. Les machines de briquetage hydraulique sont particulièrement bien adaptées aux applications métalliques en raison de leur capacité de haute pression, de leur temps de maintien de pression prolongé et de leur capacité à traiter divers types de métaux sans nécessiter de liants.

L'obtention d'une densité de briquette élevée nécessite une attention particulière au temps de maintien de la pression, à la préparation du matériau et à la conception de la matrice. Avec la bonne configuration, les briquettes peuvent atteindre des densités de 5,5 à 7,2 g/cm³, ce qui les rend efficaces pour le transport, la manipulation et la fusion.

Si vous traitez des copeaux d'acier, de fonte, d'aluminium ou de cuivre et que vous souhaitez transformer vos déchets en revenus, une presse à briqueter hydraulique est une solution éprouvée. Contactez Aupwit pour discuter de vos besoins spécifiques et trouver la solution de briquetage adaptée à votre exploitation.