LINCOLN, CALIFORNIE — Gladding, McBean est l'un des principaux fabricants de produits en terre cuite. Fondée en 1875, l'entreprise extrait l'argile de ses propres gisements et allie méthodes traditionnelles et technologies modernes pour fabriquer des tuiles, des carreaux de sol et de pavage, des tuyaux en terre cuite, des éléments décoratifs et des éléments architecturaux destinés aux bâtiments.
Afin d'optimiser la préparation et le mélange des mélanges d'argile destinés à différents produits, l'entreprise a installé cinq déchargeurs de sacs en vrac et cinq paires de convoyeurs à vis flexibles de la marque Flexicon pour acheminer automatiquement les quantités pesées d'ingrédients en vrac en vue du mélange des composés d'argile. Ce système a permis de réduire de moitié le temps nécessaire au dosage et au pesage de chaque lot, et de diminuer de 95 % les matériaux non conformes et les rebuts.
Compensation des variations des matières premières
L'argile est un matériau naturel dont la composition varie ; l'entreprise doit donc déterminer le dosage idéal des ingrédients pour ses différents produits. « Nous devons nous assurer que ce que nous créons en laboratoire se traduira bien dans le matériau final. La seule façon d'y parvenir est d'exercer un contrôle précis sur la production », explique Joe Parker, directeur des opérations.
L'argile provient de la mine voisine de l'entreprise ; elle est triée puis conditionnée dans des sacs en vrac à l'usine. Le « grog », un matériau céramique broyé et recyclé, constitue l'autre composant principal utilisé dans la fabrication de la terre cuite.
Pour préparer un lot, les opérateurs devaient auparavant prélever l'argile et les granulats dans des bacs, les peser sur une balance, puis les transférer vers le malaxeur à l'aide d'un convoyeur à auge ouverte.
Le nouveau système de dosage, fourni par Flexicon Corp., intègre des dispositifs de déchargement de sacs en vrac, des convoyeurs à vis flexibles et une trémie de pesage centrale, tous commandés par des contrôleurs programmables, également fournis par le même fournisseur. Ce système permet à Gladding, McBean de moduler le déchargement des sacs en vrac, le transport, le pesage et le mélange lot par lot, conformément aux recettes mises au point en laboratoire. Une interface homme-machine (IHM) propose des options de fonctionnement en mode automatique ou manuel, ainsi que des points de consigne, des réglages, l'affichage de l'état, les commandes de démarrage/arrêt, la confirmation de fin de cycle et d'autres paramètres.
Une fois la recette programmée pour un lot, chaque ingrédient est acheminé par un convoyeur à vis flexible depuis un dispositif de déchargement de sacs en vrac vers une trémie de pesage centrale. Les capteurs de pesage fixés sous la trémie transmettent les variations de poids au contrôleur, qui réduit progressivement la cadence d’alimentation du convoyeur jusqu’à un débit très lent, avant de l’arrêter une fois que le poids exact du lot a été atteint. Le système pèse jusqu’à 30 lots par jour, avec une précision accrue et une main-d’œuvre réduite.
Comment les argiles et les granulats sont dosés et mélangés
Cinq déchargeurs de sacs en vracBULK-OUT® modèle BFF, chargés à l'aide d'un chariot élévateur, sont alignés côte à côte. Un opérateur fixe un sac en vrac au châssis de levage en acier en glissant les sangles du sac dans quatre supports de sangles Z-Clip™. Un chariot élévateur soulève le châssis de levage, avec le sac de 2 000 lb (909 kg) d'argile ou de grog intact, pour le positionner dans quatre berceaux à centrage automatique situés au sommet du châssis du déchargeur.
Une fois le sac en place, l'opérateur ouvre une vanne à iris de 12 pouces (305 mm) de diamètre, y fait passer le bec du sac, puis referme la vanne avant de dénouer le bec. L'opérateur peut ensuite ouvrir progressivement la vanne à iris afin d'éviter les jets de matière dans la trémie et d'empêcher la poussière déplacée de s'échapper du système fermé.
Les dispositifs de massageFLOW-FLEXER® installés sur chaque dispositif de déchargement favorisent l'écoulement en soulevant et en abaissant les bords opposés du sac à intervalles réguliers. Pour améliorer encore davantage l'écoulement, chaque trémie au sol est équipée d'un vibrateur à turbine pneumatique.
L'argile ou le grog est acheminé vers la trémie de pesage centrale d'une capacité de 40 pieds cubes (1 133 litres) par des convoyeurs à vis flexibles, en deux étapes, afin de s'adapter à la surface au sol et à la hauteur libre limitées de l'usine. Chaque convoyeur mesure soit 15, soit 20 pieds (4,6 ou 6,1 m), en fonction de la position du dispositif de déchargement et de la nécessité de faire passer les convoyeurs sous les fermes de toit ou entre les éléments de ces fermes.
Chaque convoyeur est constitué d'un tube en polymère muni d'une vis interne flexible, qui est entraînée au-dessus du point de déchargement, ce qui évite tout contact du matériau avec les joints d'étanchéité.
Le matériau passe par l'adaptateur de transfert du convoyeur inférieur pour rejoindre l'entrée du convoyeur supérieur. Des mâts conçus sur mesure soutiennent l'extrémité supérieure du premier convoyeur et l'extrémité inférieure du convoyeur supérieur.
Le convoyeur supérieur déverse par gravité son contenu dans la trémie de pesage, qui mesure 4 pieds (1,2 m) de diamètre et est suspendue à 19 pieds (5,7 m) au-dessus du sol.
La plupart des lots de mélange d'argile pèsent 1 000 lb (454 kg) ou 750 lb (341 kg), précise M. Parker, et un cycle type de chargement et de mélange dure entre 10 et 15 minutes. Une fois mélangé à l'eau, le lot est acheminé vers l'étape de traitement correspondante ailleurs dans l'usine.
« Le système nous permet de mélanger jusqu’à cinq types différents d’argiles ou de grogs », explique Parker. Par exemple, les déchargeurs peuvent traiter des sacs en vrac contenant deux types d’argile et trois types de grogs, en dosant la quantité exacte de chaque composant pour un lot donné.
Analyse des performances de dosage par lots
« La polyvalence du système en fait une solution rentable », explique Egidio Modolo, directeur de l'usine. « C'est un processus simple et intuitif, et un moyen efficace de doser et de transférer l'argile vers le mélangeur. »
Il souligne qu'aucun entretien n'a été nécessaire au cours des six mois qui ont suivi l'installation et que, tout au long des opérations de déchargement, de transport et de mélange, le système fermé empêche la formation de poussière.
« Nous pouvons produire des lots de petite ou de grande taille, et adapter la recette ainsi que les matières premières », explique Parker, avant d’ajouter : « Actuellement, nous utilisons deux argiles différentes et trois types de grog. Nous pouvons modifier cela à tout moment. »
« Cela nous permet d’être précis malgré le caractère imprévisible de l’argile », explique Parker. « Nous disposons désormais d’un outil qui permet à notre équipe du laboratoire de mettre au point un mélange qui nous permettra d’être très précis quant aux spécifications de notre produit final. »
« Au niveau microscopique, l’argile est très abrasive », explique M. Parker. « À la longue, elle finira par endommager pratiquement n’importe quel équipement. L’une des raisons pour lesquelles nous avons choisi ce système est la simplicité de son entretien, grâce au nombre réduit de pièces mobiles, ce qui devrait limiter au maximum les temps d’arrêt. »
Selon M. Parker, la mise en place de ce système « ouvre la voie à d'autres types de produits et de matériaux qui nécessitent le même niveau de précision de dosage ».
Gladding, McBean
+1 800-776-1133
www.gladdingmcbean.com