Malaxeurs à double arbres réussissent leur examen

Entreprise du groupe industriel Schmid, Baumit assure la production d’une vaste gamme de matériaux de construction secs, au sein de ses usines de Wopfing, commune située à quelques kilomètres au Sud-Est de Vienne, en Autriche. En raison du développement continu de ses produits, les techniques de malaxage actuelles ont peu à peu montré leurs limites. Par exemple, des particules légères surnageaient à la surface de mélanges de mortiers secs destinés aux systèmes d’isolation. De plus, les outils de malaxage rapides utilisés jusqu’alors détruisaient certains éléments fragiles des mélanges ou altéraient la courbe granulométrique des sables. Dans le cas de la fabrication de matériaux de construction secs, la densité apparente s’étend sur une échelle allant de 0,8 à 1,9 t/m³. Par ailleurs, la capacité de production devait être optimisée en fonction des exigences actuelles.

Pour Baumit, le temps était donc venu de trouver une nouvelle solution. 
Le groupe Schmid utilise les concasseurs et malaxeurs BHS-Sonthofen depuis des décennies. Ceci, pour la production de sables pour mortiers secs, ainsi que pour la fabrication de bétons prêts à l’emploi. Afin de prouver l’efficacité du malaxage dans le domaine des matériaux secs, BHS-Sonthofen a réalisé une série d’essais avec des matières premières originales, fournies par Baumit et selon différentes recettes dans son centre de tests installé à Sonthofen, dans le Sud de l’Allemagne.

Epreuves test de malaxeurs à double arbres horizontaux

Selon un système déterminé à l’avance, des échantillons produits ont été prélevés à intervalles réguliers, avant d’être analysés au laboratoire Baumit de Wopfing. Les résultats obtenus ont souligné la performance des malaxeurs discontinus, développés par BHS-Sonthofen. Les paramètres d’analyses, tels que le coefficient de variation, le refus de tamisage et l’absorption d’eau ont affiché des valeurs nettement moins élevées par rapport aux malaxeurs mono-arbres utilisés jusqu’ici. Et ce, avec des cycles de malaxage plus courts. Résultat : un premier malaxeur à double arbres horizontaux de type DMX 4900 S, avec un volume actif de 4 400 l, a été installé dans l’usine Nord de Wopfing. Suivi, un an plus tard, par la mise en service d’un second malaxeur similaire, dans l’usine Sud.

Pour répondre aux besoins des industriels producteurs de matériaux de construction, BHS-Sonthofen a adapté de nombreux détails sur ses malaxeurs à double arbres horizontaux DMX. Ceux-ci sont aujourd’hui disponibles dans des volumes actifs, allant de 1 000 l à 5 900 l. Le constructeur configure chaque machine de manière individuelle, en fonction des tâches qu’elle doit accomplir. De nombreux moteurs, outils de malaxage et revêtements d’usure différents sont disponibles pour chaque taille de machines. Par ailleurs, une série de capteurs intégrés à l’équipement permet en permanence le contrôle de la production. L’éventail des applications des malaxeurs DMX s’étend de la fabrication de ciments mélangés aux bétons secs à projeter avec une granulométrie de 8 mm.

Taux de remplissage de 90 %

Dans le détail, les outils de malaxage, disposés sur deux spirales discontinues à contre-courant, engendrent un mouvement dirigeant les matériaux vers la zone de malaxage ultra turbulente. Cette dernière se situe au centre de la machine, au croisement des outils de mélange, ce qui garantit un effet de malaxage tridimensionnel intensif avec une vitesse de rotation moins élevée. Ceci permet de malaxer avec efficacité des composants fragiles ou très légers.

La construction compacte des malaxeurs à double arbres horizontaux constitue un autre point intéressant pour l’utilisateur. Le taux de remplissage s’élève à 90 % environ du volume de la cuve. Le plus souvent, il est ainsi possible d’installer des malaxeurs avec un débit de production plus élevé, lors du remplacement de machines existantes. La fabrication de petites quantités reproductibles et homogènes est possible de façon fiable à partir d’un taux de remplissage de 20 %.

Deux réducteurs à haute performance placés sous les moteurs assurent l’entraînement des outils de malaxage. Ils sont dotés de courroies trapézoïdales montées vers l’extérieur. En option, les convertisseurs de fréquence permettent un réglage continu de la vitesse de rotation. Tous les malaxeurs à double arbres horizontaux disposent d’outils de malaxage lisses, d’un corps de machine à bride pour un raccordement, étanche à la poussière, de la trémie de stockage, ainsi que de paliers avec garnitures mécaniques protégées par soufflage d’air.

Une moindre usure

BHS-Sonthofen équipe les malaxeurs d’un blindage sans joints et vissé, d’une épaisseur de 12 à 14 mm en fonction de la taille de la machine.
La vidange se fait au moyen de deux grandes trappes à commande hydraulique, qui s’étendent sur toute la longueur de la partie inférieure de la cuve, permettant ainsi une évacuation presque totale des matériaux vers la trémie de stockage, sans laisser de résidus. 
A taille identique, l’usure des malaxeurs à doubles arbres horizontaux DMX est beaucoup moins élevée que celle constatée sur des malaxeurs mono-arbre. La vitesse circonférentielle relativement moins élevée des outils de malaxage, ainsi que la surface plus petite de la cuve soumise à l’usure y jouent un rôle essentiel. Mais pour limiter encore plus l’usure, les malaxeurs installés à Wopfing ont été munis de pales spéciales avec un corps en acier et des protections en plastique. Ceci permet d’obtenir un espace très étroit entre l’outil de malaxage et les parois de la cuve. Après la production de plusieurs centaines de milliers de tonnes, l’usure des revêtements du premier malaxeur s’élevait uniquement à environ 1 mm. 

Objectif atteint

De même, étant donné que la production est effectuée à des vitesses de rotation beaucoup plus basses, la consommation électrique est réduite de manière sensible. Selon la recette utilisée, cette consommation d’énergie spécifique par tonne de mortier sec peut être diminuée de près d’un tiers, en comparaisons aux malaxeurs mono-arbre utilisés auparavant.
BHS-Sonthofen configure chaque machine de manière individuelle, en fonction des tâches qu’elle doit accomplir. De nombreux moteurs, outils de malaxage et revêtements d’usure différents sont disponibles pour chaque taille de machine. Par ailleurs, une série de capteurs intégrés à la machine permet en permanence le contrôle de la production.

Après l’utilisation des deux malaxeurs discontinus durant une et trois années respectivement, Baumit indique que les performances attendues ont été atteintes : un malaxage homogène de tous les produits fabriqués sur chaque chaîne de production, un traitement préservant les composants du mélange ainsi qu’une réduction de l’usure et des coûts d’exploitation des machines.
En même temps, la capacité totale de production de l’usine a été augmentée de 15 à 20 %, par rapport aux précédents aux systèmes de malaxage à mono-arbre. « Nous sommes très satisfaits des deux malaxeurs BHS-Sonthofen en fonction. Nous envisageons déjà d’utiliser ce système de malaxage dans d’autres usines », conclut Roland Haidl, directeur de la production de l’usine Baumit de Wopfing. 

Ludwig Bechteler
Directeur commercial techniques de malaxage et de concassage de BHS-Sonthofen

Qui est Baumit ? 

Basé en Autriche, Baumit Beteiligungen est un fabricant des matériaux de construction, présent dans 27 pays européens et possédant un réseau de distribution international étendu jusqu’en Chine. L’entreprise familiale produit et commercialise des ciments, des mortiers et des enduits secs, de façade, et des liants pour chapes. Le principal site de Baumit est localisé à Wopfing, en Basse-Autriche, à proximité de Vienne. Baumit Beteiligungen fait partie du groupe industriel Schmid Industrieholding, qui compte 5 100 collaborateurs et qui a réalisé, en 2016, un chiffre d’affaires de 1,4 Md€.