Productivité protégée

Le robuste matériau Sandvik HX900 a permis à une mine de cuivre dans le grand nord de la Suède d’améliorer les conditions ESS (environnement, santé et sécurité) tout en augmentant la productivité.

Sandvik s’est allié au cabinet-conseil en ingénierie Prime Solutions pour concevoir une solution modulaire améliorant la qualité et l’efficacité des procédures de maintenance dans une mine de cuivre du grand nord de la Suède.

Les convoyeurs qui transportaient des millions de tonnes de blocs rocheux concassés vers la surface étaient sujets à une usure due à l’abrasion et à des impacts violents, ce qui posait des problèmes en matière de sécurité et de productivité. Les fréquentes interventions techniques requises interrompaient la production et exposaient les salariés au danger.

En associant les connaissances sur les matériaux et sur la protection contre l’usure de Sandvik à l’ingénierie des systèmes de Prime Solutions pour concevoir une nouvelle trémie, les propriétaires de la mine ont gagné en productivité et bénéficient d’un milieu de travail plus sûr.

Située au cœur de la Laponie suédoise, la mine de cuivre est si septentrionale qu’il n’est pas rare d’y relever des températures inférieures à -20° C. En dépit de ces conditions hostiles, plus de 100 000 tonnes de chalcopyrite et de pyrite sont extraites et transportées jour et nuit dans la mine à ciel ouvert, laquelle produit d’immenses quantités de cuivre ainsi qu’un peu d’argent et d’or.

La hausse de la productivité est estimée à 300 millions de couronnes suédoises environ.

La principale priorité du site est la sécurité de ses plus de 600 salariés car des équipements miniers de grandes dimensions tournent 24h/24 dans un lieu où règnent un froid extrême et une obscurité totale en décembre et janvier chaque année.

Exemple récent : les trémies utilisées pour évacuer d’immenses quantités de roche avant transformation étaient source de problème.

Environs dangereux
L’impact des blocs rocheux endommageait régulièrement leur revêtement et de fréquentes inspections étaient nécessaires.

Le risque de blessures dues à des chutes de pierres pendant ces interventions était élevé tandis que le vacarme mesuré parfois à plus de 100 dB et l’environnement poussiéreux venaient compliquer la donne. En plus de ces questions ESS, chaque inspection imposait l’arrêt de la production pendant huit heures toutes les deux semaines environ.

« Avant notre arrivée, les techniciens d’entretien devaient arrêter la production et pénétrer dans la trémie, explique Oskar Larsson, chef de produit protection contre l’usure chez Sandvik Mining and Rock Technology. Ils intervenaient à l’intérieur, l’éclairage était très faible et le risque de chute d’objets élevé. La trémie n’était pas conçue pour de telles interventions, donc c’était un travail risqué dans l’obscurité et la poussière. »

« Même s’il n’était pas nécessaire de changer le blindage chaque semaine, il fallait quand même les inspecter et remplacer les parties qui montraient des signes d’usure. Tout le minerai passe par la même trémie. Les trois concasseurs devaient donc être arrêtés à chaque fois, ce qui immobilisait totalement la production. Près de 330 heures de production étaient ainsi perdues au cours d’une année. »

Prime Solutions est un cabinet-conseil spécialisé en ingénierie et installé à Sundsvall, dans le centre de la Suède. Il a collaboré avec la mine sur des projets de concasseurs à marteaux et d’enrouleurs de câbles pour les excavatrices électriques. La direction lui a donc demandé de trouver une solution contre l’usure des trémies.

Pour améliorer la protection anti-usure, l’entreprise a sélectionné le composite Sandvik HX900, un matériau unique qui associe la résistance à l’usure du carbure cémenté à la résistance aux chocs, la ductilité et la malléabilité de la fonte nodulaire. Le matériau robuste ainsi obtenu est idéal pour les conditions d’utilisation à impacts élevés dans les environnements agressifs.

Améliorations radicales
Au cours des essais sur le terrain effectués pendant les travaux de développement, les plaques d’usure en Sandvik HX900 ont résisté au passage de 250 000 tonnes de roches avant remplacement. Chiffre à comparer aux 60 000 tonnes environ pour les matériaux obtenus par rechargement AW5 et AW6, et moins de 50 000 tonnes pour d’autres matériaux tels que le caoutchouc, la céramique polymère et la fonte trempée.

Les mêmes essais ont montré non seulement que Sandvik HX900 était le matériau qui résistait le plus longtemps, mais qu’il était aussi le plus rentable sur le plan du coût total de possession, permettant de faire 25 à 50 % d’économies par rapport aux AW5/AW6 et étant trois à six fois moins onéreux que les autres solutions.

« Sandvik HX900 est un matériau de protection anti-usure unique en son genre que nous développons depuis 30 ans chez Sandvik, explique Oskar Larsson. Nous l’avons proposé, mais la difficulté était de trouver les bons moulages pour la trémie. »

Le matériau adéquat ne constituait qu’une partie de la solution. Même si Sandvik HX900 rallonge la durée de vie du revêtement, il fallait également s’attaquer aux risques encourus par les techniciens.

SANDVIK HX900: Il résiste aux
pires conditions

Sandvik HX900 est utilisé dans les secteurs de l’exploitation minière et de la manutention du minerai, dans les aciéries, les centrales à béton et l’entretien des routes. On le retrouve dans les processus de concassage, de fragmentation et de broyage où il peut facilement remplacer les aciers, les fontes et les matériaux obtenus par rechargement sur les pièces d’usure soumises à des contraintes sévères. Il est produit sous forme de composite ou d’enduit. La méthode de moulage retenue dans les deux cas permet de créer une liaison métallurgique entre les granules ou plaquettes en carbure cémenté de la zone d’usure et la fonte nodulaire qui compose le métal de base. Il est également possible d’allier composite et enduit.

PARMI SES APPLICATIONS :
• glissement
• concassage
• broyage
• malaxage
• abattage
• nivelage
• pulvérisation

Sandvik et Prime Solutions ont imaginé une solution modulaire pour la trémie. Celle-ci peut être retirée et remplacée par une unité de rechange, permettant d’exécuter ailleurs les opérations d’entretien. La production est donc moins perturbée et il y a moins de risques en cas d’inspection urgente.

La solution modulaire à deux trémies éliminant les contraintes liées au temps, les techniciens peuvent s’adonner entièrement à leur tâche. « Nous avons passé beaucoup de temps à étudier les procédures relatives aux révisions et aux pièces détachées afin d’améliorer le travail des techniciens d’entretien, relate Håkan Zaar, PDG de Prime Solutions. En outre, la nouvelle conception de la trémie toute entière s’est traduite par une réduction d’environ 20 dB du niveau sonore. »

Les responsables de la mine sont enchantés des améliorations apportées à la sécurité et à la productivité. Plusieurs risques importants d’accidents ont été réduits au minimum et l’entretien se déroule désormais dans un atelier bien équipé et bien éclairé.

Respect du programme de maintenance
Étant donné que les arrêts pour entretien sont moins courants qu’avant, la mine peut les programmer en fonction du rendement et non de l’urgence. Grâce à l’amélioration de la protection anti-usure et de la conception de la nouvelle trémie, il est possible de faire transiter 16 millions de tonnes de blocs rocheux par la trémie avant que celle-ci ait vraiment besoin d’être réparée, toutes les 20 semaines environ.

« Les économies résultant de la réduction du nombre d’heures de travail, par exemple, s’élèvent à un million de couronnes suédoises. Les plus manifestes découlent néanmoins de l’augmentation du rendement. Les propriétaires de la mine perdaient environ un million de couronnes par heure de production perdue. La hausse de la productivité est estimée à 300 millions de couronnes environ. Des techniciens d’entretien à la direction générale, tous ceux concernés sont très satisfaits du résultat. »

<p>Oskar Larsson, chef de produit protection anti-usure chez Sandvik Mining and Rock Technology.</p>

Oskar Larsson, chef de produit protection anti-usure chez Sandvik Mining and Rock Technology.

L’expérience de Prime Solutions en matière de températures extrêmes et roche dure dans la région ainsi que son savoir-faire technique dans d’autres secteurs industriels l’ont incité à prendre contact avec Sandvik.

« Sandvik est une entreprise très connue en Suède, souligne Håkan Zaar. Cela dit, le matériau Sandvik HX900 ne l’est pas autant. Je m’intéresse aux composites depuis mon passage dans l’armée de l’air suédoise. Je voulais donc vraiment savoir s’il existait une meilleure solution que les métaux obtenus par rechargement. J’ai appelé Sandvik qui m’a présenté Sandvik HX900. Nous collaborons depuis. »

« J’ai beaucoup travaillé sur les systèmes de manutention de l’industrie du papier et de la sidérurgie. Je connais donc très bien la fatigue des matériaux. Certaines des solutions que j’ai étudiées ont été conçues pour les locomotives à vapeur d’antan, mais on peut les appliquer à l’exploitation minière tandis que certains systèmes modernes ne marchent pas aussi bien. Je me suis tout de suite rendu compte du potentiel du Sandvik HX900. »

Håkan Zaar estime que bon nombre d’autres mines dans le monde pourraient profiter des avantages offerts par ce système modulaire avec Sandvik HX900. « Grâce à la longue durée de service de Sandvik HX900, on peut préprogrammer les inspections et l’entretien, opérations qui étaient impossibles dans cette mine avant l’arrivée de cette solution. Peu de mines de ma connaissance peuvent autant anticiper en matière d’interventions d’entretien. Il y a bien d’autres mines qui pourraient profiter de solutions de ce type. »

La sécurité surtout et avant tout
Selon les deux partenaires, l’association des produits et connaissances de Sandvik sur les matériaux et l’expérience en matière d’ingénierie des systèmes de Prime Solutions a permis de proposer aux propriétaires de la mine une solution qu’aucune entreprise individuelle n’aurait pu offrir.

« La sécurité passe avant tout dans toutes les exploitations minières, mais, dans les environnements agressifs, on doit tous se surpasser pour se protéger mutuellement, estime Oskar Larsson. Sandvik HX900 peut améliorer radicalement la protection anti-usure dans les domaines du concassage, de la fragmentation et du broyage, entraînant une hausse de la productivité. En travaillant en coopération avec d’autres entreprises, comme nous l’avons fait avec Prime Solutions, les produits Sandvik peuvent avoir un véritable impact sur la sécurité aussi. »