Un procédé de transformation entièrement électrique dans les carrières de calcaire estoniennes

22 November 2019

Zéro émission dans le grand nord

A la mi-août, une installation Keestrack montée sur chenilles composée d'un concasseur à percussion R6e et d'un classificateur à trois étages C6e a été mise en service dans la carrière de Väo de la société Paekivitoodete Tehas près de Tallinn. Avec une capacité de traitement allant jusqu'à 400 t/h et quatre produits finaux définis, les deux "e"-versions en fonctionnement entièrement électrique impressionnent par leur rendement élevé et leur faible impact sur l'environnement, tout en offrant la même flexibilité totale que l'entraînement hybride diesel-électrique.

Un marché intérieur considérable

Depuis 1959, l'entreprise Paekivitoodete Tehas – "usine de calcaire" en estonien – fournit des minéraux et des agrégats de haute qualité à l'industrie de la construction routière et du bâtiment en Estonie. A partir de 1989, l'ancienne entreprise d'Etat s'est progressivement transformée en société privée et est devenue l'un des principaux fournisseurs en matériaux de construction d'Estonie, sous la direction de Vladimir Libman, directeur depuis de nombreuses années, président actuel du conseil d'administration et actionnaire majoritaire. Aujourd'hui, jusqu'à 20 % de la demande annuelle estonienne en agrégats concassés proviennent des deux carrières de Väo et Maardu situées à proximité immédiate de la capitale Tallinn, avec une quantité d'extraction conjointe d'environ 750.000 tonnes par an. Avec le sable et le gravier lavés provenant de masses résiduelles minières à forte teneur en fines ou en impuretés argileuses et marneuses et les activités de recyclage de l'entreprise, la production totale s'élève à environ 1,2 million de t/an.

Le calcaire de haute qualité se trouve directement sur la côte baltique, près de la surface dans de petites largeurs de 5 à 6 mètres. Dans le passé, l'entreprise répondait à la progression rapide de l'extraction à l'aide de trois unités de traitement stationnaires décentralisées (totalisant 400 t/h), dont les matières premières, les produits intermédiaires et les produits finis devaient être transportés par camions rigides. Cette exploitation peu efficace devenait problématique, car la zone minière et ses émissions de poussière et de bruit se rapprochaient de la zone résidentielle de Lasnamäe, à Tallinn, un quartier résidentiel en pleine expansion de 120 000 habitants.

Des investissements dans le rendement et la protection de l'environnement

Afin de minimiser l'impact des activités d'extraction prévues pour les sept années à venir au rythme annuel actuel, l'entreprise fait appel à des technologies à faibles émissions sur son site de 176 hectares (superficie totale de 250 ha). Au lieu d'être dynamitée, la pierre est extraite à 95 % avec des marteaux hydrauliques - des investissements dans des machines et des équipements modernes à faibles émissions et faible niveau sonore diminuent encore l'impact.


Le poids total combiné de 95 tonnes seulement et l'entraînement indépendant diesel / électrique avec l'option plug-in permettent des déplacements flexibles.

En conséquence, la modernisation complète de la technologie de traitement, ainsi que l'optimisation des processus de production, se sont concentrées en particulier sur la protection des habitants et une réduction générale de l'impact sur l'environnement. Pour remplacer les installations existantes, une ligne de traitement mobile pour la production directe dans la zone minière a été privilégiée pour le site principal de Väo ainsi que pour des opérations temporaires dans la petite carrière de Maardu à dix kilomètres de distance (environ 150.000 t/an).


Avec les granulométries 0/4, 4/16, 16/32, 32/63, la combinaison Keestrack fournit quatre produits finaux dans la carrière même, dont plus de 30 pour cent dans la fraction principale 4/16 demandée par le client.

Après avoir évalué le marché pendant plusieurs mois avec la participation de tous les principaux fournisseurs internationaux, la direction a opté pour la solution technique de Keestrack, composée du concasseur à percussion sur chenilles Keestrack R6e et d'un classificateur connecté à 3 étages Keestrack C6e. L'ensemble du projet a été supervisé par l'ingénieur Johann Prüwasser, CEO de Keestrack Engineering, le département autrichien de conception et de développement du groupe Keestrack : "Comme pour tous les autres fournisseurs, le haut débit requis de 375 t/h de 0/800 à 0/63 et la distribution optimale des produits finis 0/4, 4/16, 16/32, 32/63 représentaient pour nous un véritable défi, étant donné la qualité élevée mais très dure des matières premières. En fait, nous avons pu adapter exactement les caractéristiques de concassage du concasseur à percussion 1300 du R6e au matériau, en particulier en ce qui concerne la vitesse de rotation élevée nécessaire du rotor. Avec le crible à deux étages et la recirculation des matériaux surdimensionnés, nous pouvons atteindre maintenant des quantités élevées d'alimentation de 250 t/h <32 mm pour le C6e raccordé et livrons environ 30% de 4/16 comme produit final principal demandé par le client ", explique Johann Prüwasser, après plusieurs jours d'ajustement sur site.


Le boîtier de commande est positionné directement sur le R6e pour raccorder l'ensemble de la ligne de concassage et de criblage.

Finalement, c'est surtout le concept d'entraînement diesel-électrique perfectionné des "e"-versions de Keestrack avec une option "plug-in" sur le réseau électrique local qui a été le facteur décisif. "Nous pouvions répondre à la demande du client pour une exploitation entièrement électrique dans la carrière de Väo avec tous les avantages de notre technologie éprouvée sur chenilles." Deux câbles de 200 mètres provenant du poste de transformation de 400 V spécialement installé sur le site de la carrière alimentent maintenant le concasseur à percussion Keestrack R6e et le classificateur C6e en aval, directement connecté au concasseur via un câble d'alimentation et de communication pour l'échange de données entre les commandes de la machine.


Avec deux câbles de 200 mètres provenant du poste de transformation spécialement installé (à l'arrière-plan), l'alimentation secteur 400V couvre toute la surface de la carrière.

Des moteurs électriques puissants pour l'entraînement du concasseur (250 kW) et les unités de pompes du système hydraulique central (R6e : 90 kW, C6e: 45 kW) ainsi que les courroies électriques et les unités auxiliaires permettent un fonctionnement complet sans émission. Si la combinaison d'installations doit être déplacée au cours du processus d'extraction, les deux installations se déconnectent simplement du réseau et suivent l'excavatrice, à l'aide de leur moteur diesel/générateur embarqué. L'entraînement diesel-électrique indépendant assure également un fonctionnement temporaire rentable dans la carrière de Maardu, en outre avantagé par le poids total de la combinaison Keestrack d'un peu moins de 95 tonnes, qui est optimale pour le transport. (R6e : env. 62 t, C6e : env. 32 t).


Le connecteur plug-out du Keestrack R6e assure l'alimentation du classificateur à trois étages C6e. Un câble de données permet la communication des commandes de l'installation.

Depuis le milieu de l'année, les équipes de travail composées de trois personnes (opérateur d'excavatrice/opérateur de chargeuse sur pneus/machiniste) atteignent désormais l'objectif journalier de 3 000 tonnes en une longue ou deux courtes équipes, ce qui représente une économie significative par rapport à la composition initiale de trois équipes totalisant 15 personnes. Si la consommation moyenne de carburant de l'ensemble de l'installation en fonctionnement mixte diesel-électrique est de 80 litres/h ou 0,2 litres/t à pleine charge, ce qui contribue à un coût de production total de 0,58 EUR par tonne de produit fini, le fonctionnement entièrement électrique (environ 1 kWh/t) réduit les coûts totaux à seulement 0,42 EUR/t. En comparaison directe avec l'exploitation diesel-électrique, la diminution des coûts d'exploitation, grâce à une énergie électrique moins chère, représente un peu moins de 100 000 EUR/an, selon Keestrack. La réduction des émissions polluantes sur le site est également considérable : environ 400 tonnes par an de CO2 néfaste pour le climat sont évités par le traitement entièrement électrique - sans compter la suppression de la circulation des camions de transport.


A proximité immédiate de la zone résidentielle, la combinaison tout électrique Keestrack convainc par ses faibles émissions.

Des partenaires satisfaits

L'importance du projet de modernisation achevé, avec un volume d'investissement total d'un peu moins d'un million d'euros, financé à hauteur de 35 % par le Centre estonien d'investissement pour l'environnement (EIC) sur base de fonds régionaux européens, a également été démontrée par la présence de nombreux représentants politiques et économiques de haut rang lors du lancement officiel du projet. Le client satisfait lui-même fait désormais partie du réseau international Keestrack : depuis le 1er septembre, Paekivitoodete Tehas a officiellement repris la nouvelle représentation des ventes et du service en Estonie et en Lettonie voisine.


Le président du Conseil d'administration Vladimir Libman, Paekivitoodete Tehas

 

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