Facteurs clés à prendre en compte lors de la sélection d'une vis : applications pratiques, sélection

Deux terminaux peuvent commander des déchargeurs à vis avec la même capacité nominale de 800 t/h et se retrouver avec un débit annuel très différent, car le nombre qui régit les performances du poste d'amarrage est le débit continu que la machine maintient une fois que le chargeur d'entrée a atteint la cargaison au fond de la cale.

Hangzhou Aotuo Mechanical and Electrical Co., Ltd. (AOTUO), fondée en 2003, construit des déchargeurs de navires à vis d'une capacité allant jusqu'à 3 000 t/h pour des navires jusqu'à 200 000 DWT et était la principale unité de rédaction de la norme chinoise de l'industrie des matériaux de construction JC/T2575 (Déchargeur de navires à vis de ciment en vrac). Les facteurs ci-dessous déterminent si un projet de terminal atteint son objectif de débit : comportement des matériaux, débit continu requis, géométrie du navire et de la cale, disposition du poste d'amarrage, configuration de montage, contrôle de la poussière et stratégie d'usure.

Ce que fait réellement un déchargeur de navires à vis

Un déchargeur de navire à vis est un déchargeur mécanique continu qui rassemble des matériaux en vrac dans la cale d'un navire avec une vis d'entrée horizontale, les soulève à travers un convoyeur à vis vertical et les décharge dans le système de transport du quai sans cycle de préhension.

La machine fonctionne en trois étapes : l'alimentateur d'entrée collecte le matériau sur le fond de la cale, la vis verticale le soulève à travers un boîtier jusqu'à la flèche, et une vis de transfert ou une goulotte l'achemine vers le convoyeur terrestre, le toboggan pneumatique ou la trémie de réception. Puisqu’il n’y a pas de retour, le rendement dépend de la régularité avec laquelle le dispositif d’alimentation reste enfoui dans la cargaison plutôt que de la vitesse à laquelle une benne peut pivoter. L'enveloppe fermée maintient également la cargaison à l'abri du vent entre la cale et le quai, c'est pourquoi les systèmes à vis sont spécifiés là où les limites de particules sont strictes.

Le comportement du matériau définit la géométrie de la vis

La densité apparente, l'abrasivité, la teneur en humidité et la casse admissible des particules déterminent le diamètre de la vis, le pas, le matériau de vol et la puissance installée avant le début de toute comparaison commerciale.

Le débit évolue approximativement avec le carré du diamètre de la vis et linéairement avec le pas et la vitesse de rotation, de sorte que la même capacité nominale peut être atteinte avec une grande vis lente ou une plus petite rapide. La machine rapide de petit diamètre est plus légère et moins chère mais augmente la casse des particules et l'usure des bords, ce qui est important pour le grain et le charbon abrasif.

L’humidité est le facteur le plus souvent sous-estimé. Le ciment qui a absorbé de l'eau forme des grumeaux qui ne s'écouleront pas dans le dispositif d'alimentation d'entrée, et le charbon avec une humidité de surface élevée peut rester collé à l'intérieur du boîtier et réduire la section de transport efficace. Un devis doit indiquer la teneur en humidité de conception et le taux garanti à cette humidité, et pas seulement le chiffre le plus optimiste.

Déchargeur de navire de charbon à vis sur rail-mobile pour le charbon abrasif Gère le charbon à haute humidité et les abrasifs avec un transport à vis fermé, des éléments résistants à l'usure et des capacités de 200 à 3 000 t/h. Voir le produit →

Pour le service de charbon abrasif, les déchargeurs de charbon à vis montés sur rail sont fournis avec des éléments de transport résistants à l'usure et des points de transfert fermés.

Débit continu requis, taille du navire et géométrie du poste d'amarrage

Dimensionnez le déchargeur à partir du débit continu moyen requis sur toute la fenêtre du poste d'amarrage, puis ajoutez une marge pour le nettoyage des cales et les changements d'écoutilles ; un taux de pointe nominal à lui seul surestimera le débit annuel.

Un calcul illustratif : un terminal prévoyant 1,2 million de tonnes d'importations de ciment par an, 300 jours d'exploitation, 18 heures de quai productives par jour et 75 pour cent de disponibilité mécanique a besoin de 1 200 000 divisé par (300 x 18 x 0,75), soit un débit continu moyen de 296 t/h. Une machine de 400 t/h dispose alors d'une hauteur libre d'environ 35 pour cent pour les passes de nettoyage, les changements d'écoutilles et la perte de débit qui se produit lorsque la cale se vide.

La taille des navires entraîne deux contraintes physiques. Le franc-bord augmente avec la taille du navire, de sorte que la vis verticale et la bôme doivent atteindre le plancher de cale au tirant d'eau prévu le plus bas tout en dégageant l'hiloire d'écoutille au plus profond. La géométrie des cales détermine le reste : les dimensions des écoutilles, le nombre de cales et les obstructions internes déterminent la quantité de cargaison que le chargeur d'entrée atteint sans aide. La disposition des quais fixe ensuite l'enveloppe de la machine, car la longueur du quai, les positions des bornes et le parcours du convoyeur terrestre sont déjà en place.

Configuration de montage : portée, travaux de génie civil et occupation du poste d'amarrage

Les cinq configurations de ciment, fixe, mobile sur rail, mobile sur pneus, embarquée et montée sur véhicule, offrent une gamme de déplacements commerciaux par rapport aux coûts des travaux de génie civil et à la flexibilité du poste d'amarrage ; le choix est normalement réglé par la disposition des postes d'amarrage plutôt que par le taux de déchargement.

Déchargeur de navire à vis fixe pour terminaux de ciment dédiés Pour les postes d'amarrage dédiés, cette unité fixe élimine les bogies ferroviaires et gère des navires de 600 à 15 000 DWT à 100 à 500 t/h. Voir le produit →

Déchargeur de navires à vis sur rail pour vrac sec à plusieurs postes d'amarrage Se déplace entre les postes d'amarrage sur rails et gère des navires de 1 000 à 70 000 DWT à une vitesse de 200 à 1 500 t/h pour le ciment, le charbon, les céréales et les concentrés. Voir le produit →

Les unités montées sur pneus suppriment le coût du rail mais nécessitent un support rigide avec une capacité portante adéquate et permettent un positionnement moins précis au niveau de la trappe. Les unités embarquées voyagent avec le navire et s'adaptent aux terminaux sans déchargeur monté sur le quai. Les unités montées sur véhicule servent à des opérations temporaires ou à faible volume. Les installations de référence incluent le Port de Brisbane en Australie et des projets au port de Mariveles aux Philippines.

Contrôle de la poussière et conformité environnementale

Étant donné que le matériau se déplace à l'intérieur d'un boîtier à vis fermé, les points d'émission sur un déchargeur à vis sont limités à l'entrée de cale et au transfert de décharge, c'est pourquoi la technologie est souvent spécifiée là où le déchargement par benne ou pneumatique dépasserait les limites locales de particules.

• Pratique de scellement et de réglage des convoyeurs d'entrée dans la cale, ce qui maintient le point de ramassage enfoui dans la cargaison
• Enceinte de la goulotte de transfert entre la décharge du déchargeur et le convoyeur à quai
• Dimensionnement du dépoussiéreur et médias filtrants sélectionnés pour la cargaison spécifique, car les fines de ciment et la poussière de charbon se comportent différemment dans un filtre à manches.

Les limites de particules sont fixées par le permis d'exploitation du terminal, et non par le fournisseur d'équipement, et elles diffèrent selon les juridictions et les ports. Obtenez les limites du permis par écrit, indiquez-les dans les spécifications techniques et demandez au fournisseur de confirmer les points d'émission couverts par le devis.

Coût total de possession : ce qui entre dans la comparaison

Comparez les offres sur un périmètre de coûts défini sur une période fixe : équipements, travaux de génie civil du quai, alimentation électrique et câblage, convoyage aval et dépoussiérage, mise en service, pièces de rechange et surestaries qu'évite le taux de déchargement atteint.

Les surestaries sont la ligne la plus facile à omettre et la plus difficile à absorber. Une machine délivrant 300 t/h au lieu de 400 t/h sur une cargaison de 30 000 tonnes ajoute environ 25 heures de temps d'amarrage par escale, et ce temps est imputé au navire, au poste d'amarrage et au client suivant.

AOTUO construit des déchargeurs à vis depuis 2003 et détient plus de 100 brevets et droits d'auteur sur les logiciels ; son rôle en tant qu'unité de rédaction principale du JC/T 2575 est documenté dans son profil de l'entreprise .

Stratégie d’usure, de maintenance et de pièces de rechange

Les volées de vis, le dispositif d'alimentation d'entrée et la goulotte de déchargement sont les éléments critiques à l'usure ; sur charbon abrasif ou clinker, des segments de vol remplaçables ou à rechargement dur permettent une remise à neuf sur place plutôt qu'en atelier.

• Volets et plaques de revêtement : surveillez l'arrondi et le jeu des bords et gardez les segments remplaçables en stock
• Feeder d'entrée : le composant le plus exposé et le plus susceptible de se déformer au contact du plancher de cale
• Boîte de vitesses à vis verticale : supporte la charge la plus élevée dans la chaîne cinématique, donc l'échantillonnage d'huile et les contrôles de vibrations font partie de la routine
• Roulements et joints au niveau de la vis verticale : la pénétration de poussière est la principale voie de défaillance, ce qui fait de l'état des joints un indicateur avancé

La planification de la maintenance doit suivre le calendrier du navire plutôt que les intervalles du calendrier, et la liste des pièces de rechange doit identifier quels éléments sont exclusifs et quel délai s'applique, car les composants importés peuvent prolonger une interruption planifiée.

Questions posées par les planificateurs de terminaux avant de signer

Quelle cadence de déchargement faut-il spécifier pour un déchargeur de navires à vis ?

Spécifiez le débit continu moyen requis sur toute la fenêtre d'amarrage plus la marge. Dans le calcul ci-dessus, 1,2 million de tonnes par an sur 300 jours et 18 heures productives par jour avec une disponibilité de 75 pour cent nécessitent 296 t/h, donc une machine de 400 t/h fournit environ 35 pour cent de marge. Les cadences supérieures à 1 000 t/h nécessitent des diamètres de vis plus grands et des structures plus lourdes, et la limite supérieure actuelle de la gamme atteint 3 000 t/h.

Un déchargeur de navire à vis peut-il traiter du ciment, du clinker, du charbon et des céréales ?

Dans la plupart des projets, la machine est configurée autour d'une seule famille de matériaux. Le ciment et le clinker ont une densité apparente similaire mais diffèrent par leur abrasivité et leur température résiduelle ; le grain ajoute des limites de casse et des exigences d'hygiène entre les cargaisons ; le charbon ajoute des considérations d'abrasion et, pour certaines qualités, d'explosion de poussière. Des configurations multi-matériaux existent, mais la procédure de changement, l'exigence de nettoyage et le tarif garanti pour chaque cargaison doivent être inscrits dans le contrat.

Que faut-il vérifier avant d'accepter la machine au poste d'amarrage ?

Vérifiez le débit continu sur la cargaison de conception, l'alignement et la capacité de l'interface de déchargement, les émissions de poussière aux points d'entrée et de transfert, les paramètres de protection de l'entraînement et la liste des pièces de rechange. Les tests d'acceptation doivent indiquer la cargaison, la teneur en humidité et l'état du navire, car un taux mesuré sur une cargaison sèche et fluide ne représentera pas la performance sur un matériau humide ou compacté.

La sélection se résume à faire correspondre quatre variables qui ne peuvent être échangées les unes contre les autres : la cargaison, le débit continu requis, la géométrie du poste d'amarrage et les limites d'émission fixées par le permis d'exploitation. Une machine qui s'adapte aux quatre conservera son tarif pendant toute la durée de vie du terminal ; celui qui convient à trois nécessitera des solutions de contournement en service.