Le broyage industriel des métaux est aujourd’hui essentiel au recyclage et à la valorisation des métaux, des ferrailleurs et centres de démantèlement de véhicules hors d’usage aux aciéries et usines de traitement des déchets électroniques. Un broyeur adapté peut transformer un processus lent et gourmand en main-d’œuvre en une ligne rentable et à haut rendement, tandis qu’un mauvais choix entraîne une augmentation de l’usure, des temps d’arrêt et des coûts.

Parmi les options les plus courantes figurent les broyeurs à marteaux et les broyeurs à double arbre : les premiers utilisent un impact à grande vitesse pour les déchets lourds et volumineux ; les seconds privilégient une coupe à basse vitesse et à couple élevé pour un broyage plus propre et plus uniforme.

Qu’est-ce qu’un broyeur à marteaux ?

Principe de fonctionnement

Un broyeur à marteaux déchiqueteuse Elle utilise l’impact comme principal mécanisme de broyage. Au cœur de la machine se trouve un rotor lourd tournant à très grande vitesse. Plusieurs rangées de marteaux oscillants en acier résistant à l’usure sont montées sur ce rotor.

La séquence de base est :

• Les déchets sont introduits dans la chambre de broyage.
• Le rotor accélère jusqu’à sa vitesse de fonctionnement.
• Les marteaux se déplacent vers l’extérieur sous l’effet de la force centrifuge.
• Les déchets entrants sont frappés à plusieurs reprises par les marteaux, ce qui les fracture, les déforme et les brise.
• Une fois les fragments suffisamment petits, ils passent à travers des grilles ou des tamis qui contrôlent la taille finale des particules.

Cette action d’impact à haute énergie est extrêmement efficace pour décomposer les déchets denses, volumineux et complexes, tels que les carrosseries de voitures complètes avec des composants mixtes.

Composants principaux

Un broyeur à marteaux typique comprend :

Rotor
L’arbre rotatif supporte les disques à marteaux. Il doit résister à des forces de rotation et à des contraintes d’impact élevées.

Marteaux
Les pièces oscillantes qui transmettent les chocs sont conçues pour être changées régulièrement et constituent les principales pièces d’usure.

Grilles ou écrans
Ces dispositifs contrôlent la taille des particules sortantes. Avant de sortir, les particules doivent être suffisamment fines pour passer à travers les orifices.

Chambre de broyage/d’encapsulation
Boîtier robuste qui contient le processus de broyage et résiste aux chocs.

Convoyeur d’alimentation
Alimente le broyeur en déchets à un débit contrôlé, améliorant ainsi la sécurité et la productivité.

Systèmes de convoyeurs de déchargement et de séparation
Après le broyage, des convoyeurs, des séparateurs magnétiques et d’autres équipements séparent les métaux ferreux et non ferreux, éliminent les fines et préparent le matériau pour une utilisation ultérieure.

En raison de la puissance et des forces mises en jeu, les broyeurs à marteaux nécessitent des fondations robustes, une alimentation électrique importante et des systèmes de contrôle de la poussière et du bruit adéquats.

Applications typiques

Les broyeurs à marteaux sont privilégiés lorsque la réduction granulométrique importante et un débit élevé sont les principales priorités. Exemples d’applications :

• Broyage des VHU (voitures entières ou carcasses de voitures).
• Traitement des déchets d’acier lourds, poutres, plaques et acier de construction.
• Démontage d’appareils électroménagers tels que les réfrigérateurs et les machines à laver.
• Préparation des matières premières pour les aciéries, où l’on privilégie les petits fragments denses.
• Traitement à grande échelle des déchets de démolition.

En résumé, les broyeurs à marteaux dominent partout où il existe un approvisionnement constant de déchets lourds et volumineux qui doivent être rapidement réduits en morceaux plus petits, prêts à être cuits au four.

Qu’est-ce qu’un broyeur à double arbre ?

Principe de fonctionnement

Le broyeur à double arbre adopte une stratégie entièrement nouvelle. Au lieu d’un impact à grande vitesse, il utilise un cisaillement et un déchirement à basse vitesse et à couple élevé.
À l’intérieur du broyeur se trouvent deux arbres contrarotatifs, chacun équipé de disques ou de lames de coupe imbriqués. Les matériaux sont aspirés dans l’espace entre les arbres rotatifs, où ils sont :

• Saisie par les dents de la lame.
• Tiré vers le bas dans la zone de coupe.
• Cisaillés, déchirés et comprimés entre les lames rotatives.

Grâce à la rotation lente mais au couple très élevé des arbres, la machine peut traiter une grande variété de matériaux, y compris ceux qui pourraient se déformer ou rebondir dans un broyeur à marteaux. La faible vitesse de rotation réduit également la poussière et le bruit.

Composants principaux

Les principaux composants d’un broyeur à double arbre sont les suivants :

Disques de coupe / Lames
Montés sur chaque arbre, ces disques sont munis de dents conçues pour saisir et cisailler les matériaux. Ils sont remplaçables et peuvent souvent être tournés pour prolonger leur durée de vie.

Arbres doubles
Arbres contrarotatifs et synchronisés assurant le broyage.

Boîtes de vitesses et système d’entraînement
Fournir un couple élevé aux arbres, généralement grâce à des moteurs électriques et des réducteurs robustes.

Trémie
Une grande trémie d’alimentation où le matériau est chargé. La gravité et la rotation des lames entraînent le matériau vers la zone de broyage.

Système de décharge
Les matériaux broyés sont évacués par le bas, souvent vers un convoyeur pour être stockés ou traités ultérieurement.

Le processus étant plus contrôlé et moins violent que dans un broyeur à marteaux, la structure de la machine peut souvent être plus compacte, avec moins de charges dynamiques extrêmes.

Applications typiques

Les broyeurs à double arbre sont extrêmement polyvalents et sont largement utilisés pour :

• Déchets légers et profils :Tôle, chutes de squelette perforées, rebuts d’emboutissage.
• Fûts et barils :Fûts métalliques, pots de peinture et conteneurs.
• Déchets d’aluminium et de cuivre :profilés, câbles et composants légers.
• Déchets électroniques et appareils électroniques :Boîtiers d’ordinateurs, appareils électroménagers et petits dispositifs.
• Pré-déchiquetage :Découper les gros objets en morceaux plus faciles à manipuler avant le broyage au broyeur à marteaux.

Elles sont idéales lorsque l’objectif est une réduction de taille contrôlée, une faible quantité de poussière, un minimum de fines et une flexibilité pour différents types de matériaux.

Comparaison des performances

Choisir entre un broyeur à marteaux et un broyeur à double arbre nécessite de comprendre leurs performances dans les principaux domaines opérationnels.

Débit et productivité
Les broyeurs à marteaux sont conçus pour un débit élevé. Les grands modèles peuvent traiter des dizaines, voire des centaines de tonnes par heure, notamment pour les VHU et les déchets lourds. Les broyeurs à double arbre, avec leur rotation plus lente, ont généralement un débit inférieur, mais sont plus polyvalents et s’adaptent à différents matériaux.

Taille et forme de la sortie

• Le rendement du broyeur à marteaux est généralement plus petit et plus fragmenté, souvent proche de la taille requise pour le four.
• Le débit des broyeurs à double arbre tend à être plus important et plus uniforme, avec moins de particules fines et moins de poussière.

Le choix approprié dépend de si vous avez besoin d’une taille finale très petite en une seule étape ou d’une taille intermédiaire contrôlée pour un traitement ultérieur.

Consommation et efficacité énergétiques
Les broyeurs à marteaux consomment beaucoup d’énergie en raison de l’accélération de la masse et des impacts répétés. Les broyeurs à double arbre, fonctionnant à des vitesses plus basses, consomment généralement moins d’énergie par tonne pour les déchets légers et mélangés, même s’ils peuvent nécessiter plus de temps pour les matériaux lourds.

Usure, temps d’arrêt et maintenance
Les broyeurs à marteaux subissent une usure importante au niveau des marteaux et des grilles ; l’entretien du rotor est donc essentiel. Les broyeurs à double arbre consomment principalement les couteaux, qui peuvent souvent être pivotés ou rectifiés avant d’être remplacés.

Bruit, poussière et impact environnemental
Les broyeurs à marteaux génèrent des niveaux élevés de bruit, de poussière et de vibrations, ce qui exige des mesures de contrôle environnemental plus strictes. Les broyeurs à double arbre fonctionnent de manière beaucoup plus silencieuse et propre, ce qui peut constituer un avantage majeur en milieu urbain ou en intérieur.

Tableau 1 : Comparaison des performances : Broyeur à marteaux vs. Broyeur à double arbre

Aspect de performance	Broyeur à marteaux	Broyeur à double arbre
Principe de fonctionnement	Impact à grande vitesse	Cisaillement/déchirure à faible vitesse et couple élevé
Débit typique	Élevé à très élevé	Faible à moyen
Taille de sortie	Petit, fragmenté	Plus grand, plus uniforme
Fines particules et poussières	Haut	Faible à moyen
Consommation d’énergie	Haut	Faible à moyen
Taux d’usure	Haut (marteaux, grilles, revêtements)	Moyen (couteaux/coupeurs)
Bruit et vibrations	Haut	Faible à modéré
Cas d’utilisation idéal	Ferraille lourde, voitures, acier de démolition	Déchets légers, non ferreux, déchets électroniques, pré-broyage

Compatibilité des matériaux : Quel destructeur de documents convient le mieux à quel type de documents ?

Tous les déchets métalliques ne se valent pas. La densité, l’épaisseur, la forme, les revêtements et la contamination influent sur le comportement du matériau dans un broyeur. Il est donc essentiel d’adapter le type de broyeur au type de matériau.

Acier lourd et ferraille de démolition
Pour les poutres épaisses, les tôles lourdes et autres aciers denses, le broyeur à marteaux est généralement le meilleur choix. Sa grande énergie d’impact permet de broyer rapidement les structures les plus résistantes, tandis qu’une machine à double arbre risque de peiner, de caler ou d’offrir une faible productivité.

Véhicules hors d’usage (VHU)
Pour le traitement des véhicules complets, incluant les matériaux mixtes, les châssis et les panneaux de carrosserie, les broyeurs à marteaux sont prédominants. Conçus pour traiter des carrosseries entières, ils les réduisent rapidement en petits fragments triables et acheminables vers les aciéries.

Cependant, certaines opérations utilisent un broyeur à double arbre comme pré-broyeur pour réduire la taille et éliminer les composants problématiques avant d’alimenter un broyeur à marteaux, améliorant ainsi la fiabilité globale de la ligne.

Aluminium et métaux non ferreux
L’aluminium et les autres métaux non ferreux sont plus sensibles à la déformation et aux pertes par broyage. Un broyeur à marteaux peut produire une quantité excessive de fines, ce qui diminue la valeur du matériau. Un broyeur à double arbre est souvent préféré pour :

• Profilés et extrusions en aluminium
• moulages légers
• Tuyaux et câbles en cuivre (avant séparation ultérieure)

L’action de coupe plus contrôlée permet de préserver le métal précieux et de minimiser les particules fines.

Matériaux mélangés légers, chutes et feuilles
Pour le traitement de déchets légers mixtes tels que la tôle, les chutes de découpe et les déchets d’emballage, un broyeur à double arbre offre souvent une meilleure efficacité et une plus grande flexibilité. Il traite des matériaux de formes et d’épaisseurs variées avec moins d’imprévus et une consommation d’énergie réduite.

Déchets électroniques, appareils électroniques et matériaux spéciaux
Dans le secteur des déchets électroniques, où l’objectif est de préserver le cuivre, l’aluminium et les métaux précieux tout en évitant les excès de poussière et les fines particules dangereuses, le broyeur à double arbre est la solution privilégiée. Son fonctionnement à basse vitesse et couple élevé produit des fragments contrôlés, plus faciles à séparer en aval.

Métaux dangereux ou contaminés
Pour le traitement des contenants susceptibles de contenir des résidus ou des matériaux pouvant dégager de la poussière ou des gaz, un broyeur à double arbre à basse vitesse est plus sûr. La vitesse réduite diminue les risques d’étincelles, d’explosions et de contamination de l’air.

Tableau 2 : Type de matériau vs. Broyeur recommandé

Type de matériau	Déchiqueteuse recommandée	Raison
poutres et plaques en acier massif	Broyeur à marteaux	Les chocs violents brisent efficacement l’acier dense.
Voitures entières, carcasses de voitures (VHU)	Broyeur à marteaux	Fragments à haut débit, prêts à être intégrés au four
Carcasses de voitures pré-déchiquetées	Broyeur à double arbre ou à marteaux	Cela dépend de la taille et de la configuration de la ligne
Profilés en aluminium et coulée légère	Broyeur à double arbre	Coupe contrôlée, moins de fines, préservation de la valeur
chutes et feuilles mélangées légères	Broyeur à double arbre	Souple, écoénergétique, faible émission de poussière
fûts et barils en acier	Broyeur à double arbre	Prise en main et ouverture faciles, ouverture contrôlée des contenants
Déchets électroniques et petits appareils électroniques	Broyeur à double arbre	Faible teneur en poussière, protège les métaux précieux
Câbles et fils non ferreux	Broyeur à double arbre	Déchiquetage délicat avant granulation ou séparation

Analyse des coûts et du retour sur investissement

Les performances à elles seules ne déterminent pas le meilleur broyeur ; il faut également prendre en compte le coût total de possession et le retour sur investissement.

Investissement en capital

Broyeur à marteaux
Cela nécessite généralement un investissement initial beaucoup plus important. Outre la machine, il vous faudra peut-être des fondations robustes, une grande capacité électrique, des systèmes d’aspiration des poussières, des enceintes acoustiques et une ligne de tri complète.

Broyeur à double arbre
Plus accessibles aux petites et moyennes entreprises. Bien que les modèles industriels représentent toujours un investissement conséquent, ils sont généralement beaucoup moins coûteux que les systèmes de broyage à marteaux à grande échelle et nécessitent souvent une infrastructure plus simple.

Coûts d’exploitation

Les principaux facteurs de coûts sont les suivants :

• Énergie:Les broyeurs à marteaux consomment plus d’énergie par tonne, surtout pour les déchets lourds. Les broyeurs à double arbre fonctionnent à des vitesses plus basses et consomment souvent moins d’énergie pour les déchets légers et moyens.
• Pièces d’usure :Dans les broyeurs à marteaux, les marteaux, les grilles et les revêtements doivent être remplacés régulièrement. Les broyeurs à double arbre consomment des lames et des couteaux qui peuvent parfois être pivotés ou remis en état avant leur remplacement.
• Main-d’œuvre et temps d’arrêt :Les lignes de broyage à marteaux plus grandes et plus complexes peuvent nécessiter un personnel plus qualifié et des arrêts planifiés pour la maintenance. Les unités à double arbre sont généralement plus simples à entretenir et leurs interventions de maintenance sont généralement plus courtes.

Espace, infrastructure et installation

Les broyeurs à marteaux nécessitent une surface au sol importante, des fondations lourdes et des structures de bâtiment robustes pour supporter les vibrations.
Les broyeurs à double arbre sont généralement plus compacts, plus faciles à intégrer dans les installations existantes et peuvent ne pas nécessiter de travaux de génie civil importants.

Délai de récupération et retour sur investissement à long terme

Le délai de récupération dépend fortement de :

• Volume de déchets et mélange
• Prix ​​de vente des matériaux déchiquetés
• coûts locaux de l’énergie et de la main-d’œuvre
• exigences environnementales

Un broyeur à marteaux peut offrir un excellent retour sur investissement dans le cadre du traitement de volumes importants de ferraille lourde alimentant directement les aciéries. En revanche, un broyeur à double arbre peut s’avérer plus rentable pour les installations traitant des volumes moyens de ferraille mixte, légère ou non ferreuse.

Tableau 3 : Perspective simplifiée du retour sur investissement (conceptuelle)

Taille de l’entreprise / Scénario	Tendance à un meilleur retour sur investissement	Notes
Grande installation, >50 t/h déchets lourds	Broyeur à marteaux	Un débit élevé justifie des coûts d’investissement plus élevés
Cour de taille moyenne, déchets mélangés légers et moyens	Broyeur à double arbre	Investissement réduit, manutention flexible
Métaux non ferreux (aluminium, cuivre)	Broyeur à double arbre	Réduit les amendes et préserve la valeur du métal
Méga-usine de véhicules hors d’usage avec alimentation directe du moulin	Broyeur à marteaux	Production prête pour le four, broyage à haut volume
Installation de recyclage des déchets électroniques	Broyeur à double arbre	Broyage contrôlé, moins de poussière, fonctionnement plus sûr

Remarque : Le retour sur investissement réel doit être calculé à partir de données réelles, mais ce tableau illustre les tendances typiques.

Choisir le type de broyeur adapté à votre opération

Petites et moyennes entreprises de récupération de métaux

Pour les petites et moyennes entreprises de recyclage de déchets, il est rare de disposer du volume de déchets ou des infrastructures nécessaires pour justifier un système de broyage à marteaux de grande envergure. Un broyeur à double arbre offre souvent :

• Coût initial inférieur
• Consommation d’énergie réduite
• Maintenance plus facile
• Flexibilité pour différents types de déchets

Ces opérateurs tirent généralement davantage profit d’un système à double arbre capable de traiter une variété de matériaux entrants sans risque d’exploitation excessif.

Grandes usines de recyclage industriel

Les grandes installations de recyclage industriel, notamment celles associées à des aciéries ou à de grandes fonderies, disposent souvent du volume et de la composition de déchets requis pour un broyeur à marteaux. Dans ce cas, la machine peut fonctionner à plein régime, et le faible volume de production constitue un avantage certain.

Certaines de ces usines utilisent encore des broyeurs à double arbre, mais souvent comme pré-broyeurs pour protéger le broyeur à marteaux des éléments surdimensionnés et réduire les chocs.

Traitement spécialisé (aluminium, déchets électroniques, etc.)

Pour les entreprises spécialisées dans le traitement de l’aluminium, du cuivre ou des composants électroniques, les broyeurs à double arbre sont généralement plus rentables. Le broyage contrôlé préserve la valeur du métal, limite la production de poussière et réduit les risques d’accidents.

Utilisation des deux dans un système à deux étapes

Certaines installations parmi les plus avancées utilisent une approche en deux étapes :

• Broyeur à double arbre utilisé comme pré-broyeur :réduit la taille, élimine les obstacles et prépare le matériau.
• Broyeur à marteaux comme broyeur final :produit le produit final de petite taille, prêt à être cuit au four ou à haute densité.

Cette combinaison peut :

• Réduire l’usure du marteau
• Protéger le broyeur à marteaux des chocs
• Améliorer la fiabilité globale de la ligne
• Autoriser une gestion plus flexible des matières premières

Liste de vérification pour la décision : Choisir le bon destructeur de documents pour vos matériaux

Pour choisir entre un broyeur à marteaux et un broyeur à double arbre, tenez compte des questions suivantes :

Quel est votre principal type de matériau ?

• Acier lourd et VHU → privilégier le broyeur à marteaux.
• Déchets légers mélangés, non ferreux ou déchets électroniques → privilégier un arbre double.

Quels sont vos débits de pointe et moyens requis ?

• Débit très élevé (>50 t/h) → broyeur à marteaux.
• Débit faible à moyen → double arbre.

Quel volume de production vos clients ou vos processus en aval requièrent-ils ?

• Petits fragments prêts à être cuits au four en une seule étape → broyeur à marteaux.
• Taille intermédiaire contrôlée pour le tri ou le traitement ultérieur → double arbre.

Quels sont votre budget et votre infrastructure disponibles ?

• Budget d’investissement important, infrastructure robuste → le broyeur à marteaux est réalisable.
• Budget limité, site plus petit, puissance limitée → un arbre double est généralement plus approprié.

Quelles sont vos contraintes en matière de bruit et de poussière ?
Réglementations environnementales strictes ou emplacement urbain → une centrale à double arbre peut être plus facile à autoriser et à exploiter.

Êtes-vous préparé à des opérations de maintenance complexes et à une main-d’œuvre qualifiée ?

• Si oui, les systèmes de broyage à marteaux sont gérables.
• Sinon, un arbre double peut réduire les risques et la complexité.

En répondant systématiquement à ces questions, vous pourrez déterminer le type de machine qui correspond le mieux à vos matériaux et à votre modèle d’entreprise.