Introduction : Les entreprises de démontage automobile et les recycleurs de métaux ont besoin d’un broyeur primaire capable de traiter des carcasses automobiles creuses et des fûts en acier sans provoquer d’arrêts, d’enroulement des matériaux autour des arbres ou d’usure prématurée.
Dans la plupart des centres de récupération de ferraille, le véritable défi ne consiste pas seulement à vérifier si une machine peut déchiqueter du métal, mais à déterminer si elle peut entraîner et traiter des formes irrégulières pendant des heures de fonctionnement continu. Même après le retrait des liquides et des composants dangereux, une carcasse de véhicule hors d’usage conserve pratiquement ses dimensions initiales. Un fût en acier vide de 200 litres conserve également sa forme cylindrique rigide. Les tôles fines ont tendance à se plier avant de se rompre et, lorsque les couteaux perdent leur prise, la machine repousse le matériau au lieu de le déchiqueter. C’est pourquoi un broyeur à deux arbres destiné à ce flux de matières doit d’abord être évalué selon sa capacité d’alimentation, ses dispositifs de protection contre les surcharges et les blocages, ainsi que sa résistance à l’usure. Le débit vient ensuite.
Les carcasses de véhicules hors d’usage et les fûts métalliques arrivent dans les installations de recyclage sous forme d’objets volumineux à faible densité apparente, et non de petits fragments de métal détachés. Après le retrait des liquides, des batteries et des composants faciles à démonter, une carcasse automobile comprend encore des tôles d’acier minces, des profilés creux et des ensembles assemblés par soudage par points. Les orientations de la Commission européenne relatives aux véhicules hors d’usage suivent une logique similaire : retirer d’abord les pièces réutilisables et les composants dangereux, puis récupérer les matériaux restants.
Une carcasse automobile entière est trop encombrante pour être traitée efficacement par des séparateurs magnétiques, des presses à balles ou des systèmes d’alimentation de fours. Un fût en acier intact occupe lui aussi beaucoup d’espace tout en offrant peu de surfaces permettant aux équipements en aval de le saisir. Ces deux matériaux nécessitent donc une première étape de réduction de taille avant de pouvoir être triés, compactés ou fondus efficacement.
Le broyage par impact à grande vitesse n’est pas nécessairement adapté à ces géométries. Les tôles métalliques sont ductiles et peuvent se déformer puis reprendre partiellement leur forme sous l’effet d’un choc soudain, au lieu de se fragmenter. Un fût peut également rouler ou rebondir loin de l’outil d’impact.
Un broyeur à deux arbres fonctionnant par cisaillement utilise un principe différent. Deux arbres tournant en sens opposés, équipés de couteaux entrelacés, fonctionnent à faible vitesse et à couple élevé. Les couteaux saisissent le bord de la tôle, entraînent le matériau dans la zone de coupe et le cisaillent contre les couteaux opposés.
Comme la coupe est plus lente qu’un broyage par impact, le rebond des matériaux est considérablement réduit. Le couple élevé permet également aux arbres de continuer à entraîner le matériau lorsqu’il oppose une résistance. Une fois la carcasse ou le fût transformé en bandes et en morceaux plats, le flux devient plus stable pour les étapes suivantes, notamment la séparation magnétique, la séparation par courants de Foucault, le compactage en balles ou le broyage secondaire.
Le même principe s’applique aux composants plus résistants que l’on peut trouver dans les carcasses automobiles, tels que les renforts de portes, les rails de sièges, les supports et les petits ensembles soudés. Un broyeur primaire pour métaux n’a pas pour objectif de produire directement un matériau final de dimensions précises. Il doit transformer des objets volumineux, irréguliers et partiellement déformables en un flux continu de matières. Le broyage par cisaillement à deux arbres remplit cette fonction sans dépendre de la fragmentation du matériau sous l’effet des chocs.
Les recycleurs de métaux peuvent s’attendre à ce qu’un broyeur à deux arbres correctement conçu traite des carcasses automobiles et des fûts métalliques. Toutefois, toutes les machines proposées dans un devis ne sont pas préparées de la même manière pour ce type de matériau. Les différences apparaissent généralement dans deux domaines : la capacité de la machine à reprendre son fonctionnement lorsque le matériau résiste à la coupe et sa résistance aux charges de choc répétées. Ces deux critères distinguent un broyeur à deux arbres conçu pour les métaux d’une machine polyvalente qui peut rencontrer des difficultés avec les éléments en acier creux.
Un fût placé verticalement ou un grand panneau de toit peut surcharger les couteaux avant que l’arbre ait complètement entraîné le matériau. Si la machine s’arrête simplement à la suite d’une surcharge, un opérateur doit ouvrir la chambre de broyage, retirer la pièce bloquée et redémarrer la ligne. Dans un centre de récupération très actif, cela entraîne une perte de temps et accroît l’exposition des opérateurs aux risques.
Les recommandations du Health and Safety Executive (HSE) britannique concernant les équipements de traitement des déchets et de recyclage insistent sur la nécessité de concevoir des machines permettant de dégager les blocages en toute sécurité. L’inversion automatique du sens de rotation constitue l’une des solutions les plus pratiques. Une machine adaptée à cette application surveille la charge de l’entraînement au moyen de son système de commande et réagit automatiquement lorsqu’une surcharge est détectée.
Par exemple, le broyeur à deux arbres de SOYU est équipé de série d’un système de commande basé sur un automate programmable Siemens, qui détecte les surcharges et inverse brièvement le sens de rotation des rotors. Ce mouvement inverse libère le matériau coincé, puis la machine reprend le broyage vers l’avant sans qu’un opérateur ait besoin d’intervenir directement au niveau des couteaux.
L’évacuation sans grille complète cette logique de fonctionnement. Les morceaux broyés quittent la zone de coupe dès qu’ils passent entre les couteaux, au lieu d’être poussés contre une grille où de longues bandes métalliques ductiles peuvent recirculer et s’enrouler autour des arbres. Cette combinaison est particulièrement utile pour les tôles fines, car les panneaux plats et les parois des fûts sont susceptibles de provoquer des blocages ou de former des amas enroulés dans une chambre équipée d’une grille.
Le deuxième facteur essentiel est la durabilité. La ferraille automobile ne se compose pas uniquement de tôles d’acier propres : elle peut contenir de la peinture, de la rouille, de la saleté, des oxydes de soudage, des éléments de fixation et de petits composants durs. Chaque cycle de coupe entraîne des frottements abrasifs et des contraintes localisées sur les couteaux.
SOYU utilise des couteaux en acier allié CrMoV soumis à un traitement thermique sous vide. Ce choix de matériau vise à associer une arête résistante à l’usure à une ténacité suffisante pour supporter les chocs.
La chambre de broyage comporte également des plaques d’usure en HARDOX, un acier reconnu pour sa résistance à l’abrasion. Ces plaques protègent la structure de la chambre contre les effets abrasifs des déchets métalliques contaminés. Le HARDOX n’élimine pas totalement l’usure, mais il peut améliorer la résistance de la chambre dans les applications métalliques par rapport à un acier de construction ordinaire.
Les pics de couple sont aussi importants que l’abrasion. Lorsqu’un couteau saisit le bord d’un fût, la charge exercée sur la transmission augmente brusquement, puis diminue dès que le cisaillement commence. La répétition de ce cycle des milliers de fois peut desserrer les assemblages d’arbres conventionnels utilisant de simples clavettes.
Pour réduire ce risque, SOYU utilise des cannelures à développante conformes à la norme DIN 5480 pour relier le réducteur à l’arbre porte-couteaux. Ces cannelures répartissent le couple sur une surface de contact beaucoup plus importante qu’une seule clavette et contribuent à maintenir l’alignement de l’arbre sous des charges alternées et lors de l’inversion automatique.
Ces détails sont particulièrement importants pour le traitement de la ferraille métallique, car les charges ne sont pas continues : elles se présentent sous la forme d’une succession de petits événements de choc.
Une demande de devis pertinente doit décrire la forme réelle du matériau entrant, plutôt que de simplement indiquer sa nature. Pour les carcasses automobiles, précisez s’il s’agit d’une carcasse complète dépolluée, d’une carcasse aplatie ou mise en balles, ou d’un mélange de portes, de panneaux de toit et de panneaux latéraux. Ces différentes formes présentent des comportements très différents lors de l’alimentation.
Une carcasse complète est volumineuse et possède une faible densité apparente. Elle bénéficie donc d’une trémie d’alimentation adaptée et, dans de nombreux cas, d’un pousseur hydraulique qui maintient le matériau contre les couteaux. Une carcasse compactée en balle est plus dense et plus facile à alimenter, mais chaque prise des couteaux impose une charge plus importante aux rotors.
Pour les fûts métalliques, indiquez s’ils seront introduits entiers, prébroyés, emboîtés les uns dans les autres ou aplatis. Assurez-vous également qu’ils sont vides et correctement préparés avant leur introduction dans la machine.
La capacité doit être traduite en données réalistes pour le projet. La gamme de broyeurs à deux arbres de SOYU couvre une capacité annoncée de 1 à 30 t/h, avec une consommation électrique annoncée à partir de 1,5 kW. Toutefois, cette plage décrit l’ensemble de la gamme et ne garantit pas le même débit pour toutes les configurations de carcasses ou de fûts.
Le débit réel dépend de la géométrie du matériau, de sa densité apparente, du niveau de contamination et de la régularité de son arrivée aux rotors. Communiquez au fournisseur le tonnage recherché ainsi que les dimensions approximatives des pièces entrantes. Demandez également comment l’objectif de production évolue lorsque les matériaux sont en vrac et non compactés.
Enfin, décrivez le procédé situé après le broyage. Si les métaux broyés sont envoyés vers un séparateur magnétique, un séparateur à courants de Foucault, une presse à balles ou un broyeur secondaire, chaque étape impose des limites différentes en matière de taille et de forme des morceaux acceptables.
Ces informations permettent au fabricant de sélectionner l’espacement des couteaux, leur profil et la vitesse des rotors en fonction du résultat souhaité, plutôt que de proposer une machine généraliste aux performances intermédiaires. Lors de la présélection des fabricants ou fournisseurs de broyeurs à deux arbres, demandez-leur de préciser leurs hypothèses concernant la préparation des matériaux. Un devis n’est pertinent que si les deux parties se réfèrent à la même forme de matériau entrant.
Les broyeurs à deux arbres occupent une place importante dans les lignes de démontage automobile et de recyclage des métaux, car ils répondent au problème concret de l’acier creux, résistant et de forme irrégulière. SOYU mentionne publiquement les carcasses de véhicules hors d’usage et les fûts métalliques parmi les matériaux destinés à sa gamme de broyeurs à deux arbres.
L’étape suivante consiste à discuter de l’application en fonction de la forme réelle du matériau, du débit recherché et du procédé en aval. Fournissez ces informations lors de votre demande de devis afin d’obtenir une recommandation mieux adaptée à une exploitation rentable sur le long terme.
R : La réduction préalable sert principalement à faciliter le transport ou à permettre au matériau d’entrer dans la trémie d’alimentation. Elle n’est généralement pas nécessaire pour l’étape de broyage elle-même.
R : Les récipients métalliques creux et les longues bandes produites pendant le broyage peuvent obstruer une grille ou recirculer jusqu’à s’enrouler autour des rotors.
R : Décrivez précisément la forme du matériau entrant : carcasse automobile entière, carcasse compactée en balle, panneaux séparés, fûts métalliques entiers ou prébroyés. Confirmez également que les fûts ont été vidés et correctement préparés.
