Plaques magnétiques sur convoyeur : choix et installation

Le matériau transporté sur le convoyeur peut contenir des vis, des écrous, des pièces d'outils, des fragments d'acier, des fils, des copeaux et autres impuretés ferromagnétiques. Si ces éléments pénètrent dans un concasseur, un broyeur, un trieur ou tout autre équipement, ils peuvent provoquer des dommages, des arrêts de production ou une détérioration du produit.

La plaque magnétique crée un champ magnétique puissant au-dessus du convoyeur. Les particules ferromagnétiques sont attirées vers le haut et restent fixées à la surface active inférieure de la plaque jusqu'à son nettoyage.

Qu'est-ce qu'une plaque magnétique ?

Une plaque magnétique est un séparateur magnétique permanent industriel conçu principalement pour être installé au-dessus d'un convoyeur à bande.

Elle présente généralement un corps rectangulaire ou carré et quatre œillets de suspension situés aux angles. Des aimants en ferrite ou en néodyme sont placés à l’intérieur de la structure et dirigent le champ magnétique vers la surface de travail inférieure.

Principaux composants de la plaque magnétique

• Corps rigide du séparateur,
• Aimants permanents en ferrite ou en néodyme,
• Surface magnétique active inférieure,
• Quatre œillets de suspension,
• Couvercle de protection du système magnétique,
• Plaque de nettoyage séparée (en option).

Comment fonctionne une plaque magnétique ?

Le matériau à transporter circule sur un tapis roulant sous une plaque magnétique suspendue. Dès qu'une impureté ferromagnétique pénètre dans le champ magnétique, elle est attirée par la plaque.

1. Le matériau est transporté uniformément le long du tapis.
2. L'objet ferromagnétique pénètre dans le champ magnétique.
3. La force magnétique surmonte son poids et la résistance du matériau environnant.
4. L’objet est extrait de la couche vers la surface inférieure de la plaque.
5. Il reste piégé sur la surface active.
6. Après l'arrêt du système, l'objet est retiré manuellement.

L’efficacité ne dépend pas uniquement de la puissance des aimants. La hauteur de la couche de matériau, la distance de suspension de la plaque, la vitesse du tapis, la taille des particules et la présence éventuelle d’une structure ferromagnétique du convoyeur entre la plaque et le matériau sont également déterminantes.

Quelles impuretés une plaque magnétique retient-elle ?

La plaque magnétique retient principalement les matériaux pleinement ferromagnétiques qui réagissent fortement à un aimant permanent.

Objets généralement capturés :

• Vis en fer et en acier,
• écrous et rondelles,
• Clous et vis,
• fils d’acier et fragments de câbles,
• Fragments d'outils,
• Pièces de machines,
• Tôles et chutes d'acier,
• Gros copeaux ferromagnétiques,
• Particules issues de l'usure des équipements.

Qu’est-ce qu’une plaque magnétique ne retient pas ?

Une plaque magnétique classique n’est pas conçue pour séparer les métaux et matériaux non magnétiques.

• Aluminium,
• Cuivre,
• Laiton et bronze,
• Plastiques,
• Bois,
• Verre,
• Pierre,
• Poussière non magnétique courante,
• Certains types d'acier inoxydable.

Quels matériaux peuvent être transportés sous la plaque ?

Les plaques magnétiques conviennent surtout aux matériaux secs, faciles à traverser et uniformément répartis. Le mélange ne doit pas être trop collant ou humide, former des voûtes ni contenir de gros morceaux irréguliers.

Exemples de matériaux appropriés :

• Granulés et regranulés de plastique,
• Plastiques broyés et bouteilles en PET
• Caoutchouc concassé et regranulés de caoutchouc,
• Pneus broyés,
• Céréales, semences et aliments pour animaux,
• Farine, sucre et autres mélanges alimentaires en vrac,
• Ciment, chaux et mélanges fins pour la construction,
• Bois broyé et copeaux de bois,
• Déchets municipaux broyés,
• Verre et granulats dans la fraction appropriée,
• Sable et mélanges de fonderie,
• Câbles recyclés et ferraille après concassage approprié.

Quand un problème peut-il survenir ?

• Le matériau est humide ou collant,
• Il forme une couche trop épaisse sur le convoyeur,
• Il contient de gros morceaux irréguliers,
• Il n'est pas réparti uniformément sur toute la largeur,
• Il se déplace trop vite,
• Les impuretés métalliques sont profondément ancrées dans la couche,
• Le matériau est très dense ou peu perméable.

Où utilise-t-on les plaques magnétiques ?

Recyclage des déchets

Les plaques sont installées au-dessus des convoyeurs transportant des déchets plastiques, des câbles broyés, des granulés de caoutchouc, des déchets municipaux ou des mélanges destinés à un tri ultérieur.

Exploitation minière et carrières

Elles contribuent à protéger les concasseurs, les broyeurs et autres équipements des gros objets en fer présents dans les granulats, le sable ou les matériaux d'excavation.

Industrie des plastiques et du caoutchouc

Elles retiennent les impuretés d'acier contenues dans les granulats, les regranulats, les produits broyés, les pneus et les mélanges de caoutchouc.

Agriculture

Elles peuvent être utilisées au-dessus des convoyeurs transportant des céréales, des aliments pour animaux, des semences, du maïs ou d'autres produits agricoles bien perméables.

Industrie alimentaire

La plaque peut contribuer à éliminer les grosses impuretés ferromagnétiques des matières premières sèches en vrac. Sa conception, son installation et ses surfaces doivent répondre aux exigences de l’installation concernée.

Industrie de la construction

Utilisé pour le transport de ciment, de chaux, de mélanges fins, de matériaux de construction concassés ou de déchets de construction recyclés.

Industrie du bois

Permet de récupérer les clous, vis et autres pièces métalliques présents dans les copeaux de bois, les palettes concassées ou les déchets de bois avant leur introduction dans le broyeur.

Protéger les équipements ou améliorer la pureté du produit ?

L'installation d'une plaque magnétique peut répondre à deux objectifs principaux. La cible visée influe sur la taille de la plaque, le système magnétique, la distance et l'emplacement sur la ligne.

Protection des équipements de traitement

La plaque retient principalement les objets de grande taille susceptibles d'endommager :

• concasseur,
• broyeur,
• cribleur,
• presse,
• rouleau convoyeur,
• trémie,
• autres équipements en aval.

Le séparateur est installé en amont de l'équipement protégé. L'objectif principal est la capture rapide des objets de grande taille et dangereux.

Amélioration de la pureté du produit

Si l’objectif est la pureté du produit final, une plaque plus puissante ou mieux positionnée, ainsi qu’une couche de matériau plus fine, peuvent être nécessaires.

Pour les particules ferromagnétiques très fines, une simple plaque placée au-dessus du tapis roulant peut ne pas constituer la solution optimale. Selon le matériau, une grille magnétique, un tambour, un cylindre ou plusieurs étages de séparation peuvent s'avérer plus appropriés.

Plaques magnétiques en ferrite

Les plaques magnétiques en ferrite représentent une solution robuste et stable à long terme pour la capture des impuretés ferromagnétiques de grande taille.

Avantages de la conception en ferrite

• Bonne résistance à la corrosion,
• Propriétés magnétiques stables à long terme,
• Adaptée aux plaques de grande taille,
• Prix plus avantageux du matériau magnétique,
• Fixation fiable d'objets en fer de grande taille.

Inconvénients de la conception en ferrite

• Poids total de la plaque plus élevé,
• Hauteur de construction plus importante,
• Puissance magnétique inférieure à celle du néodyme à volume égal,
• Exigences plus importantes concernant la structure de support et de suspension.

Plaques magnétiques en néodyme

Les aimants en néodyme offrent une force magnétique élevée pour un volume réduit. La plaque en néodyme peut donc être plus légère et moins épaisse qu'une solution comparable en ferrite.

Avantages de la conception en néodyme

• Force magnétique élevée,
• Hauteur réduite,
• Poids inférieur pour des performances comparables,
• Meilleure sensibilité aux impuretés ferromagnétiques de petite taille,
• Adaptée aux espaces d'installation restreints.

Inconvénients de la conception au néodyme

• Prix d'achat plus élevé,
• Sensibilité accrue à la température de fonctionnement,
• Nécessité d'une protection de haute qualité du système magnétique,
• Forte attraction des objets en acier lors de la maintenance.

Gammes de produits ECO, Standard et Extra Strong

Les plaques magnétiques peuvent être conçues selon différents niveaux de performance et de design. Leurs dimensions et paramètres exacts varient en fonction du produit et de la solution personnalisée.

ECO

La version économique est adaptée aux conditions moins exigeantes, avec une couche plus fine de matériau perméable et une vitesse de bande réduite.

• Capture d'objets de taille moyenne et grande,
• Matériau sec et perméable,
• Couche plus fine sur la bande,
• Vitesse de fonctionnement réduite,
• Prix d'achat plus avantageux.

Standard

La conception standard convient à la plupart des applications courantes sur les convoyeurs à bande.

• protection des équipements,
• Nettoyage des matériaux très perméables,
• Vitesses industrielles normales,
• Impuretés ferromagnétiques moyennes à grandes,
• Utilisation universelle dans diverses industries.

Extra Strong

La conception renforcée est utilisée dans des conditions plus exigeantes, avec une couche plus épaisse ou lorsqu'il est nécessaire de capturer des impuretés ferromagnétiques plus petites.

• Puissance magnétique plus élevée,
• Conditions de fonctionnement plus exigeantes,
• couche plus épaisse ou moins perméable,
• Particules ferromagnétiques plus petites,
• Pureté du produit accrue.

Vitesse du convoyeur

Plus le matériau se déplace rapidement, plus le temps d'action du champ magnétique sur la particule ferromagnétique est court. Une vitesse élevée augmente également la force exercée par le matériau en mouvement pour empêcher l'arrachement de l'objet de la couche.

Pour les plaques magnétiques courantes tenues en stock, la vitesse maximale du convoyeur indiquée est de 1,5 m/s. La limite précise dépend toutefois toujours des caractéristiques techniques du modèle choisi.

Une vitesse trop élevée peut entraîner :

• Une extraction insuffisante du métal du matériau,
• L’arrachement d’un objet déjà attiré,
• une durée d’action plus courte du champ magnétique,
• Une efficacité moindre pour les particules plus petites,
• La nécessité d’utiliser un séparateur plus puissant ou à nettoyage automatique.

Épaisseur de la couche de matériau

Un objet ferromagnétique situé à la surface de la couche est plus proche de la plaque qu’un objet situé sur la bande transporteuse elle-même. Par conséquent, l’efficacité de la séparation diminue avec l’augmentation de l’épaisseur de la couche.

Pour certaines plaques tenues en stock, la hauteur générale de matériau ne doit pas dépasser 100 mm. Pour les matériaux plus denses ou plus difficiles à traverser, la couche admissible est nettement plus fine.

Comment réduire et répartir l'épaisseur ?

• Utiliser un élément répartiteur avant le séparateur.
• Alimenter uniformément toute la largeur du convoyeur.
• Réduire la formation d'amas et les irrégularités.
• Ajuster le débit de dosage.
• Envisager un convoyeur plus large ou un plus grand nombre d'étages de séparation.

Distance entre la plaque et le matériau.

La force magnétique diminue rapidement avec la distance. La plaque doit être suspendue au plus près du bord supérieur du matériau transporté, tout en laissant suffisamment d'espace pour les objets retenus.

Pour certaines plaques tenues en stock, la distance maximale indiquée entre le haut du matériau et la surface de travail inférieure est de 100 mm. Selon le matériau, une distance plus faible peut être nécessaire.

Où installer la plaque magnétique ?

La plaque est généralement suspendue au-dessus d’une section droite du tapis ou d’un point de transfert. Son emplacement doit permettre une séparation efficace, un nettoyage en sécurité et une suspension solide.

Installation au-dessus d'une section droite de la bande

La plaque est parallèle à la bande transporteuse et suspendue à la même hauteur au-dessus de toute la zone active.

Installation au-dessus d'un convoyeur incliné

Si la bande est inclinée, la plaque doit également être installée selon le même angle. La distance par rapport au bord supérieur du matériau doit être constante sur toute la longueur.

Installation au-dessus du déversement ou du tambour de renvoi

Cette installation peut améliorer le détachement du matériau et l'accès au champ magnétique. Toutefois, il ne doit pas y avoir de rouleau ou de structure ferromagnétique classique dans la zone de séparation, car cela pourrait dissiper le champ magnétique.

Pourquoi l'environnement de la zone de séparation doit-il être non magnétique ?

Une structure en acier située à proximité immédiate de la plaque peut confiner une partie du champ magnétique à l'extérieur du matériau transporté. Ceci réduit la force exercée sur les impuretés présentes sur la bande.

Dans la zone active, vérifier en particulier :

• les supports de rouleaux,
• le châssis de support du convoyeur,
• le rouleau de retour ou d'entraînement,
• les tasseaux métalliques du tapis,
• Couvercles en acier,
• Supports et raidisseurs,
• Autres composants ferromagnétiques.

Selon le mode d'installation, il peut être nécessaire de remplacer ces pièces par un matériau non magnétique ou de les retirer complètement de la zone de séparation.

Comment suspendre la plaque magnétique ?

La plaque est suspendue par quatre œillets situés aux angles. La structure porteuse et les suspensions ne font généralement pas partie de la plaque et doivent être dimensionnées selon son poids et les conditions locales.

Exigences relatives à la structure de suspension

• Capacité de charge suffisante avec marge de sécurité,
• Résistance et rigidité,
• Résistance aux vibrations,
• protection contre tout desserrage spontané,
• Possibilité de réglage précis de la hauteur,
• Répartition uniforme de la charge sur tous les points de suspension,
• Accès sécurisé pour l'inspection et le nettoyage.

Pourquoi utiliser des suspensions réglables en hauteur ?

Elles permettent d'ajuster précisément la distance en fonction de la hauteur des couches et de s'adapter ultérieurement aux variations de matériau ou de processus de convoyage.

Quel espace est nécessaire autour de la plaque ?

Il doit y avoir suffisamment d’espace autour de l’équipement pour l’inspection, le nettoyage, l’entretien et un éventuel démontage en toute sécurité.

• Ne placez pas la plaque directement sous un plafond ou une poutre.
• Prévoyez une zone de circulation sécurisée autour de l’équipement.
• N’envisagez pas d’effectuer la maintenance depuis une échelle ou une plateforme instable.
• Pour les plaques lourdes, prévoyez un équipement de levage.
• Prévoyez un espace pour un conteneur à déchets métalliques.
• Prévoyez un accès pour au moins deux personnes.

Nettoyage manuel ou automatique ?

Plaque magnétique nettoyée manuellement

Des impuretés ferromagnétiques subsistent sur la surface inférieure et sont éliminées lors des arrêts techniques.

Une plaque nettoyée manuellement convient si :

• la quantité de métal capturée est faible,
• le convoyeur peut être arrêté régulièrement,
• l’accès autour de la plaque est sécurisé,
• l’intervalle de nettoyage n’est pas trop court.

Séparateur autonettoyant au-dessus du convoyeur

En cas de forte concentration d'impuretés métalliques ou si la production ne peut être interrompue fréquemment, un séparateur avec bande autonettoyante peut s'avérer plus adapté.

Le matériau ferromagnétique est évacué en continu du convoyeur ; il n'est donc pas nécessaire de nettoyer manuellement la zone active après chaque remplissage.

Rouleau d'entraînement magnétique

Une autre option consiste à remplacer le rouleau d'extrémité du convoyeur par un rouleau magnétique. Les pièces ferromagnétiques restent plus longtemps sur la bande que les matériaux ordinaires et sont évacuées séparément derrière le rouleau.

À quelle fréquence faut-il nettoyer la plaque magnétique ?

Il n’existe pas d’intervalle unique. La fréquence dépend de la quantité d’impuretés métalliques, des dimensions de la plaque, de la vitesse du tapis et du niveau de protection requis.

Il faut nettoyer la plaque avant que :

• une épaisse couche de métal ne se forme sur la surface inférieure,
• les objets retenus ne réduisent la distance de capture efficace,
• le matériau n’entraîne à nouveau les particules retenues,
• les dépôts ne limitent la capacité à capturer d’autres impuretés,
• des pièces pointues n’endommagent le capot inférieur.

Lors de la première mise en service, contrôlez la plaque plus souvent. Définissez ensuite un intervalle régulier selon la quantité réelle de métal.

Comment nettoyer la plaque magnétique en sécurité ?

1. Arrêter l'alimentation en matériau.
2. Arrêtez le convoyeur.
3. Sécurisez le système contre tout redémarrage accidentel.
4. Attendez l'arrêt complet de toutes les pièces.
5. Préparez un conteneur robuste pour les déchets métalliques.
6. Portez des gants de travail et des lunettes de sécurité.
7. Nettoyez les saletés avec un outil non magnétique adapté.
8. Si la plaque est équipée d’une tôle de nettoyage, suivez la notice.
9. Vérifiez la surface inférieure et la structure de suspension.
10. Avant le redémarrage, retirez tous les outils des abords de l’équipement.

Comment fonctionne la plaque de nettoyage ?

La plaque de nettoyage crée une couche de séparation entre la surface magnétique active et le métal retenu. Pendant le nettoyage, la plaque souillée est éloignée du champ magnétique.

Lorsque la distance est suffisamment grande, la force de maintien magnétique diminue et les pièces métalliques peuvent être retirées plus facilement.

Avantages de la plaque de nettoyage

• Nettoyage manuel plus rapide,
• Réduction du contact de l'opérateur avec les parties tranchantes,
• Élimination facilitée des saletés fines,
• Réduction du risque de rayures sur la surface active,
• Possibilité d'utiliser des poignées pour une manipulation plus sûre.

Inspection et entretien des plaques magnétiques

Outre le nettoyage, l'ensemble du système de séparation doit être inspecté régulièrement.

• État de la surface active inférieure,
• Bosses et perforations du revêtement,
• Corrosion ou dommages superficiels,
• Anneaux de suspension,
• Chaînes, cordes ou supports filetés,
• Structure de support,
• Fixation de tous les joints,
• Parallélisme de la plaque avec la courroie,
• la distance actuelle par rapport au matériau,
• Puissance magnétique.

Pourquoi mesurer régulièrement la puissance magnétique ?

Des mesures régulières permettent de surveiller tout affaiblissement ou dommage du système magnétique. Les résultats doivent toujours être comparés selon la même méthode.

Un rapport de mesure, contenant les valeurs relevées directement sur une pièce spécifique, peut être fourni pour chaque plaque.

Induction magnétique et force d’arrachement

Induction magnétique en Gs

L'induction magnétique indique l'intensité du champ magnétique à un emplacement précis. Pour une plaque, la valeur peut être mesurée directement sur la surface active et à différentes distances.

Force d’arrachement en N

La force d'arrachement exprime la force nécessaire pour séparer un étalon d'acier défini de la surface magnétique.

Pourquoi ne peut-on pas comparer une seule valeur ?

L'efficacité réelle de la plaque dépend également de :

• la taille de la zone active,
• la profondeur du champ magnétique,
• la distance par rapport au matériau,
• la taille et la forme de l'impureté métallique,
• la vitesse du convoyeur,
• l'épaisseur et la perméabilité de la couche,
• les éléments structurels ferromagnétiques à proximité.

Comment choisir la plaque magnétique adaptée ?

Largeur de la plaque

La surface magnétique active doit couvrir l'intégralité du flux de matière. Les impuretés métalliques ne doivent pas passer le long du bord de la bande, hors de la zone d'efficacité.

Longueur de la plaque

Une plaque plus longue prolonge la durée d’action du champ magnétique. Elle augmente cependant le poids et les exigences relatives à la suspension.

Poids de l'équipement

Les grandes plaques de ferrite peuvent peser plusieurs centaines de kilogrammes. La structure de support, les suspensions et les équipements de manutention doivent être dimensionnés avec une marge suffisante.

Température de fonctionnement

Le système magnétique ne doit pas être exposé durablement à une température supérieure à celle autorisée pour le produit. Certaines plaques en ferrite tenues en stock présentent une tenue en température annoncée de 45 °C.

Installation extérieure

Si une plaque est homologuée pour une utilisation extérieure, elle doit être protégée de la pluie directe, de la neige et d'une exposition prolongée au soleil.

Atmosphères présentant un risque d’explosion

Une plaque conventionnelle ne peut pas être utilisée automatiquement en environnement ATEX. Une solution spécifiquement conçue et homologuée doit être utilisée pour ce type d'application.

Quand faut-il choisir un autre type de séparateur ?

Une plaque magnétique n'est pas la solution optimale pour toutes les applications.

Choisissez un séparateur autonettoyant lorsque :

• la quantité d’impuretés métalliques est importante,
• le convoyeur ne peut pas être arrêté régulièrement,
• un fonctionnement continu est requis,
• le nettoyage manuel serait trop fréquent ou dangereux.

Choisissez un rouleau magnétique lorsque :

• vous souhaitez séparer les matériaux directement en bout de bande,
• un autonettoyage continu est requis,
• des pièces ferromagnétiques peuvent être retenues sur la bande au-delà du point de déchargement.

Choisissez une grille magnétique lorsque :

• vous devez retenir les impuretés les plus fines,
• le matériau s’écoule ou tombe dans une conduite,
• le matériau peut être guidé précisément autour des barres magnétiques.

Sécurité lors du travail avec une plaque magnétique

Plaques magnétiques recommandées

Les produits sélectionnés représentent trois tailles différentes de plaques industrielles conçues pour être suspendues au-dessus du convoyeur et nettoyées manuellement des impuretés ferromagnétiques capturées.

Questions fréquentes sur les plaques magnétiques

Résumé

Une plaque magnétique est un séparateur industriel permanent suspendu au-dessus d'un convoyeur à bande. Elle capture les débris de fer et d'acier présents dans le matériau transporté et contribue à protéger les équipements en aval.

L’efficacité dépend de la force et de la profondeur du champ magnétique, de la vitesse du tapis, de la hauteur et de la facilité de traversée de la couche, de la distance de la plaque et des structures ferromagnétiques environnantes.

Les plaques en ferrite sont robustes, stables et adaptées aux objets de grande taille. La version en néodyme offre des performances supérieures, une hauteur réduite et un poids inférieur.

La plaque est fixée par quatre œillets sur une structure solide et nettoyée régulièrement lors d'un arrêt sécurisé. En cas de forte concentration de saletés, un séparateur autonettoyant ou un cylindre magnétique est plus approprié.