Arriere-plan technologique à la base de l'invention [0002] Les concasseurs du type précité sont bien connus et largement utilisés pour concasser des agrégats de roches, entre autres dans les carrières et les cimenteries.

[0003] Il y est fait référence dans le document WO 99/47264 et dans d'autres documents cités dans cette publication.

[0004] Dans ces documents, il est indiqué que les concasseurs centrifuge comprennent une cuve cylindrique dans laquelle est disposée une table rotative qui est supportée par un palier vertical et qui comprend des moyens pour faire tourner la table autour de l'axe central du concasseur. Le concasseur comporte une série d'impacteurs ou éjecteurs fixés sur la table rotative, ainsi qu'une série d'enclumes disposées sur la paroi verticale interne de la cuve cylindrique autour de la table rotative.

[0005] L'impacteur se présente le plus souvent sous la forme d'un parallélépipède réalisé généralement en fonte qui est fixé sur la table rotative du concasseur. La face

de l'impacteur qui est dirigée vers l'axe de rotation de la table est appelée le nez de l'impacteur, tandis que la face en regard des enclumes fixées sur la cuve cylindrique forme la face de sortie de l'impacteur.

[0006] La face avant de l'impacteur appelée face de travail est celle qui rencontre la matière à concasser et qui dans le sens de la rotation de l'impacteur précède la face arrière.

[0007] Cette face de travail avant de l'impacteur peut tre pourvue d'une ou de plusieurs cavités qui ne traversent pas la totalité de la structure de l'impacteur et qui forment des poches qui se remplissent de matière lors de la rotation du concasseur et protègent ainsi l'impacteur des chocs et de l'usure, sous l'effet de la matière accumulée dans les poches.

[0008] Lors de l'opération de concassage, la matière à concasser est versée au centre de la table rotative par des moyens connus. Sous l'effet de la force centrifuge et sous l'impact avec ladite face de travail, la matière est projetée en direction des enclumes sur lesquelles elle s'écrase pour tomber, sous forme concassée, au fond du concasseur d'où elle est évacuée. Lors de la projection de la matière, les impacteurs subissent des sollicitations très importantes et sont dès lors sujets à une usure rapide.

[0009] Les impacteurs à poches utilisés permettent dans certaines applications, par le fait d'accumuler de la matière dans les poches, d'augmenter considérablement la durée de vie des impacteurs.

[0010] Du fait que dans ce type d'impacteur, on observe que l'usure se fait préférentiellement au niveau du bord de sortie des poches, c'est-à-dire là où l'abrasion due aux particules projetées par la force centrifuge est la plus élevée.

[0011] Le document W099/47264 déjà mentionne, ainsi que divers documents qui y sont cites, proposent des protections ou renforts pour éviter ou réduire ces effets d'usure.

[0012] La solution spécifique proposée dans W099/47264, à savoir la fabrication d'un impacteur à une ou plusieurs poches ayant une forme essentiellement parallélépipédique consiste à créer sur toute la périphérie de la ou des poches ou sur une partie de celle-ci, une structure de renfort d'un matériau composite lui mme obtenu à partir d'un alliage à base fer et de grains de céramique très résistants à l'usure. Cette structure qui est formée in situ à la coulée de l'impacteur par l'infiltration du métal liquide servant à former le corps de la pièce dans une masse de grains céramiques et de liant, s'est révélée particulièrement efficace pour assurer une durée de fonctionnement accrue de 1'impacteur.

[0013] Malgré le progrès technique considérable et les avantages technologiques importants que présente ce type de fabrication, certaines limitations ou difficultés sont apparues.

[0014] On notera tout d'abord que pour obtenir une renforcement efficace, le support constitué de grains céramiques et de liant doive tre parfaitement infiltré par le métal.

[0015] Il faut donc prévoir une épaisseur de métal suffisante de part et d'autre du support pour avoir une bonne infiltration du constituant céramique de la structure de renfort. Ceci nécessite de conserver une bonne épaisseur des parois de la pièce en matière composite et, par voie de conséquence, limite la dimension des poches.

Ceci amène aussi à devoir limiter l'épaisseur du renfort céramique pour améliorer l'infiltration ; cette limitation d'épaisseur du renfort rend celui-ci moins efficace et plus

fragile.

[0016] De plus, aussi bien dans le cas d'impacteurs à une poche que dans le cas d'impacteurs à plusieurs poches, lors du premier démarrage, les poches sont vides et non protégées par de la matière à broyer.

[0017] A ce moment, les parois fines sont particulièrement exposées aux impacts d'agrégats les plus gros ou de corps étrangers (morceaux d'acier, dents de pelles, etc).

[0018] Ceci peut conduire à la rupture des parois renforcées les plus fragiles, ce qui endommage gravement la pièce et nécessite souvent de devoir la remplacer très rapidement après la première mise en service.

[0019] Dans les concasseurs à axe vertical, on observe également que le profil d'usure est généralement peu contrôlable, car les conditions de fonctionnement dépendent de divers paramètres qui eux-mmes changent au cours du temps, tels que : granulométrie à l'alimentation, abrasivit des agrégats, etc.

[0020] Avec la solution proposée dans le document W099/47264, une modification de la forme des poches demande une modification complète des modèles de fonderie et des boîtes à noyaux, sans possibilité de prédiction du résultat que l'on va obtenir.

[0021] Ces opérations sont de plus très coûteuses et entraînent de grandes pertes de temps.

[0022] Par ailleurs, si on souhaite modifier le profil des poches, on est aussi limité dans la forme choisie liée à la difficulté d'infiltration pré-mentionnée.

[0023] Finalement, l'usure des impacteurs dans les concasseurs VSI reste malgré tout un problème majeur car les sollicitations d'abrasion et de chocs sont excessivement sévères. Augmenter la durée de vie des impacteurs constitue un souci constant.

Buts vises par l'invention [0024] L'invention vise à résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus et, en particulier, d'encore améliorer les performances des impacteurs en profitant des avantages intrinsèques de la technologie de fabrication des impacteurs décrits dans le document W099/47264.

Principaux éléments caractéristiques de l'invention [0025] L'invention propose un impacteur destiné à des concasseurs centrifuges à axe vertical qui, à la différence de ceux de l'état de la technique précité, ne comporte de manière délibérée initialement, c'est-à-dire lors de la première mise en service, pas de cavités ou poches, mais qui est pourvu sur sa face de travail d'une structure de renfort constituée d'un matériau composite obtenu à partir d'un alliage à base de fer et de grains de céramique très résistants à l'usure et formée in situ à la coulée de 1'impacteur par infiltration du métal liquide servant à former le corps de la pièce dans une masse de grains céramiques et de liant.

[0026] Ladite structure de renfort est prévue sur la face de travail selon une disposition géométrique adéquate afin de laisser le métal affleurer localement (c'est-à-dire dans les zones sans structure de renfort) jusqu'à la surface du travail, de manière que l'usure en service provoque automatiquement la formation de poches ou cavités qui, en se remplissant de matière broyée, exercent une fonction de protection aux chocs, tout en maintenant la structure de renfort à la périphérie supérieure des poches qui se forment ainsi, c'est-à-dire sur la surface de travail.

[0027] L'impacteur obtenu permet de résoudre entièrement les problèmes précités.

[0028] Pour ce qui concerne les difficultés d'infiltration, la quantité de métal disponible pour

infiltrer le support est, dans le cas de l'invention, la totalité du métal constituant la pièce au lieu d'tre seulement le métal constituant une simple paroi. De plus, on peut introduire un renfort plus épais là où on le juge nécessaire car on se trouve dans de meilleures conditions d'infiltration du fait que l'on dispose d'une masse plus importante de métal liquide.

[0029] Le fait que les poches ne soient pas formées dès le départ élimine complètement le risque résultant de l'existence de parois minces lors de la première mise en service, du fait que des parois suffisamment épaisses peuvent tre réalisées.

[0030] Dans la version proposée par l'invention, seul le profil du renfort doit tre modifié si l'on souhaite changer la forme des poches, ce qui diminue fortement les coûts et offre par ailleurs de meilleures possibilités de forme et de conception. De plus, il est possible de couler la pièce sans recours à un ou des noyaux de sable destinés à former la ou les poches, ce qui réduit considérablement les frais de production.

[0031] Finalement, la technique de l'invention permet d'améliorer sensiblement la durée de vie car dès que la formation des poches est amorcée, on bénéficie déjà de l'autoprotection due à la matière retenue dans ces poches en formation. La progression de la formation des poches s'en trouve ralentie et lorsqu'on arrive à la formation complète de celles-ci, on a gagné en durée de vie tout le temps nécessaire à cette formation.

[0032] En résumé, on peut donc dire que l'invention intègre les avantages spécifiques décrits dans le document W099/47264 d'une structure de renfort, constituée d'un matériau composite, obtenue in situ par l'infiltration d'un métal liquide dans une masse céramique avec les facilités et avantages de la production d'une pièce, sans

l'obligation de prévoir une ou des poches.

[0033] Le procédé utilisé est particulièrement simple à mettre en oeuvre puisqu'il suffit de fixer dans le fond d'un moule, par des moyens conventionnels tels que collage, fixation mécanique, clous, vis, tiges d'ancrage ou autres selon la disposition géométrique voulue pour permettre ultérieurement la formation d'une ou plusieurs poches par usure, une garniture de matière céramique technique résistante à l'usure, de préférence sous forme d'une masse de grains céramiques à base d'alumine et de zircone et d'un liant, et de couler ensuite la masse métallique servant à constituer le corps de 1impacteur. Ce métal en infiltrant la masse céramique assure sa parfaite solidarisation avec la pièce coulée lors du refroidissement de la pièce. Il suffit ensuite de démouler la pièce et, après une éventuelle finition (ébarbage etc.), 1'impacteur peut tre directement mis en service.

[0034] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins annexés.

Brève description des dessins [0035] Dans les différents dessins annexés, on a représenté : -Figure 1 : une vue en perspective d'un impacteur à poches selon l'état de la technique, avec renfort en céramique infiltrée par du métal ; -Figure 2 : une vue en perspective d'un impacteur avec le mme type de renfort et sans poches, suivant la présente invention ; -Figure 3 : une vue en coupe longitudinale d'un impacteur suivant la figure 2 avec le tracé évolutif du profil des poches lors de leur formation.

Description d'une forme d'exécution préférée de l'invention [0036] Des repères de référence identiques sont utilisés dans les différentes figures pour des éléments constitutifs identiques ou similaires.

[0037] Un impacteur à poches classique 1 selon la figure 1 comporte une ou plusieurs poches, en l'occurrence les deux poches 2 et 2'réalisées de fonderie, avant mise en service de 1'impacteur 1. Cet impacteur comporte avantageusement des renforts 4 en céramique infiltrée. Le nez 6 de 1'impacteur et la face de sortie 7 de 1'impacteur, qui sont en principe également fortement sollicités, peuvent comporter des renforts supplémentaires, tel que le renfort 8 représenté à la figure 1.

[0038] Dans le cas de la forme d'exécution représentée à la figure 2,1'impacteur 1 est conçu avant la mise en service comme une pièce pleine, sans poches sur sa face de travail 5, mais pourvue de renforts 4 réalisés de fonderie. Ces renforts peuvent tre disposés, comme représenté dans la vue de la figure 2, selon une forme et une disposition similaires à celles prévues dans la figure 1, si l'on souhaite former en service deux poches. Bien entendu, en fonction des buts poursuivis, d'autres formes et dispositions sont possibles.

[0039] La figure 3 illustre l'évolution en service (progression I, II et III) du profil de la poche en formation, résultant de la présence des renforts 4 avant la mise en service de la pièce.

[0040] On a représenté le renfort intermédiaire séparant dans la figure 1, les poches 2 et 2'et commun à celles-ci, et le renfort intermédiaire correspondant dans la figure 2 (et dans la figure 3) comme ayant la mme épaisseur. Dans le cas de la forme d'exécution de la figure 1, on est cependant limité en épaisseur car il est,

dans ce cas, particulièrement difficile d'infiltrer la matière céramique totalement dans sa masse par le métal, alors que cette difficulté n'apparaît pas, dans le cas de la figure 2, à cause du caractère « plein » de la pièce formée par coulée.

[0041] L'invention apporte donc une solution simple à différents problèmes techniques de réalisation d'impacteurs, en particulier une plus grande liberté de conception de ceux-ci. L'exécution de la technique préconisée est de plus peu onéreuse. Le coût de la fonte supplémentaire à utiliser est largement compensé par la durée accrue de fonctionnement, la facilité d'exécution et l'absence de nécessité de prévoir des moyens spécifiques pour créer les poches lors de la coulée de la pièce.

[0042] Des renforts supplémentaires pour le nez et la face de sortie de l'impacteur, tel que celui représenté par le repère 8 dans la figure 1, peuvent tre également prévus dans la forme d'exécution de l'invention, notamment de la figure 2 et 3. Il n'y sont pas représentés, uniquement pour des raisons de clarté du dessin.