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Austin Engineering révolutionne les gros camions miniers grâce à l'acier anti-abrasion Hardox®

10 juin 2020 Temps de lecture:6 min

Le gigantesque camion minier d'Austin pèse 25 % de moins grâce à Hardox® 500 Tuf

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Pays États-Unis
Société Austin Engineering
Domaine d’activités Constructeurs de remorques et carrossiers

Est-ce qu'il vous semble impossible d'augmenter la durée de vie de la carrosserie d'un gros camion, mais léger, sans augmenter son poids à vide ? Pourtant c'est possible lorsqu'elle est faite en Hardox 500 Tuf. Le choix opérationnel est soit de transporter plus de matériau en moins de voyages, donc d'augmenter la capacité de charge et de consommer moins de carburant, ou de transporter un même volume en assurant à l'engin une durée de vie plus longue, en faisant appel à des carrosseries sur mesure faites en Hardox 500 Tuf, comme celles des marques Westech et JEC bodies d'Austin Engineering. Cet acier présente une plus grande résistance, une dureté extrême et une résilience garantie dans un même acier anti-abrasion – la combinaison parfaite pour le difficile travail de la mine.

Le T282C Control Flow Body d'Austin/ Westech à la mine de charbon Peabody, à North Antelope Rochelle. Installée dans le bassin de la Powder River, dans l'état du Wyoming, aux États-Unis, c'est la plus grande réserve de charbon au monde.

Austin Engineering innove à chaque projet et fait progresser les opérations, par des équipements et solutions uniques pour le secteur minier. Il n'est donc pas surprenant qu'ils conçoivent des carrosseries de tombereaux résistantes et durables avec l'acier anti-abrasion Hardox®.

Il y a près de cent ans, certains des plus imposants camions miniers figuraient parmi les plus poids lourds hors norme de leur catégorie. Ils pouvaient transporter jusqu'à 91 tonnes et étaient souvent construits à partir d'acier à haute limite d'élasticité 690 MPa. Toutes les tentatives de reprise pour alléger ces engins inefficaces se sont trouvées en butte aux conceptions classiques et peu de projets ont osé augmenter les capacités de charge utile sans alourdir les engins de manière significative.

L'épaisseur des tôles nécessaires pour supporter les charges a contribué à gonfler la taille et le poids de ces camions benne pour les mines. Ensuite, pour prolonger leur durée de vie, les ingénieurs ont dû prévoir de gros renforts en acier anti-abrasion pour résister au contact de matières abrasives, telles que les boues de granite, le quartz et le sable, ou tout simplement les gros morceaux de roche et la pierre. Il fallait de plus prendre en compter que, pour une tôle d'acier anti-abrasion conventionnelle, les temps de production sont plus longs pour gérer sa friabilité, les fissurations et autres problèmes, sans même parler de ses propriétés médiocres au formage et au soudage.

Tous ces éléments ont limité l'innovation dans la conception des camions jusque vers les années 1980. C'est alors que WESTECH, devenu Austin Engineering, a conçu et fabriqué sa première application de rechargement en plaques d'acier Hardox 400.

Deux tombereaux de transport miniers roses, en acier anti-abrasion Hardox

Les premiers à commercialiser, les premiers à donner le tempo de l'évolution des camions et équipements miniers

Dès le départ, Austin a remarqué à quel point travailler l'acier anti-abrasion Hardox  était facile, par rapport à tout ce qu'il avait fallu mettre au point pour les nuances habituelles. Rick Reynolds, ingénieur en chef, a alors décidé de faire preuve d'audace et de produire les tôles principales de la carrosserie à partir d'acier Hardox 400, éliminant ainsi le besoin de la matière d'origine à 690 MPa. C'est comme cela qu'Austin a considérablement réduit le poids de la carrosserie de ses camions en augmentant d'autant leur charge utile.

« Cela a été une vraie réussite et a véritablement accéléré la transition vers des équipements plus légers et plus efficaces », explique Reynolds. « Austin a été la première entreprise du secteur à se lancer. Et comme nous sommes des pionniers de la conception de camions et équipements miniers, nous avons choisi de travailler avec SSAB pour innover ensemble. »

25 % de poids en moins Durée de vie prolongée de 25 %

Une dureté extrême et une résilience garantie pour des camions miniers de grande taille

Hardox 500 Tuf présente une excellente aptitude au soudage et au formage, avec une excellente résistance aux impacts, assurant une robustesse, une dureté et une résilience exceptionnelles pour un seul et même acier – la combinaison parfaite pour le difficile travail de la mine.

Aujourd'hui, Austin intègre Hardox 500 Tuf dans plusieurs camions de grande taille et applications minières, ce qui permet de réduire le poids des pièces jusqu'à 25 % sans affecter leur durée de vie. Dans d'autres configurations, Austin peut prolonger une durée de vie jusqu'à 25 %, sans augmentation du poids de l'application.

« Actuellement, nous avons des carrosseries en Hardox 500 Tuf dans trois lieux stratégiques d'Amérique du Nord, pour des applications en environnements parmi les plus froids et soumis à de sérieux impacts en continu. Nous allons également lancer des conceptions qui intègrent Hardox 500 Tuf en Australie et en Amérique du Sud », indique Reynolds. « À ce jour, toutes ces applications sont couronnées de succès. Avec l'aide de SSAB, nous allons continuer à faire progresser le secteur et à travailler ensemble pour élaborer les solutions innovantes de demain. »

inscription hardox 500 tuf sur plaque d'acier

L'application mobile Hardox® WearCalc définit les avantages d'une mise à niveau

Pour aider les entreprises à calculer leurs gains potentiels, les augmentations de durée de vie et les réductions de poids, l'application mobile de calcul de l'usure SSAB, Hardox®WearCalc, effectue des comparaisons spécifiques.

Par exemple, pour une même épaisseur, si l'on compare les performances de Hardox 450 et Hardox 500 Tuf avec du minerai d'or (riche en quartz) comme type de roche abrasive, la deuxième option prolonge la durée de vie des équipements d'environ 33 %. Si la décision vise à conserver la même durée de vie, l'épaisseur peut être réduite et le poids va diminuer de 25 %, ce qui augmente d'autant la charge utile.

Pour de plus amples détails, reportez-vous au graphique qui présente les résultats du calcul. Ces derniers peuvent aussi être générés depuis les outils logiciels de WearCalc :

Capture d'écran de l'application Hardox WearCalc, qui permet de calculer les économies potentielles, l'allongement de la durée de vie et les réductions de poids par une utilisation de l'acier anti-abrasion Hardox.

Comme les projets sont sur mesure, les procédés doivent l'être aussi

Si les opérateurs miniers apprécient les avantages d'une fabrication spécifique de leurs équipements, il peut être difficile de garantir l'approvisionnement en matière alors que la production est accélérée. Tester de nouveaux aciers peut sembler très difficile, connaissant le risque de blocage de la production (pour le transports de matériaux ou les réparations) et le coût de ses arrêts. Quant à concevoir un nouveau type de camion ou d'engin minier, cela peut sembler mission impossible.

« Chaque mine présente des matériaux et conditions uniques et donc demande des conceptions d'équipements tout aussi uniques. C'est un réel plaisir de pouvoir livrer un véhicule unique à un client pour répondre exactement à ses besoins », explique Johnny Greer, Supply Chain Manager, Americas chez Austin. « Chez Austin, nous n'attendons pas de voir ce que l'industrie de l'acier pourrait bien inventer. Nos concepts de bureau d'études sont devenus réalité quand SSAB a répondu à notre demande de développement d'une nuance d'acier AR500 plus résistante. Travailler avec SSAB nous permet de proposer continuellement des conceptions innovantes, dont les performances sont meilleures, avec une qualité constante, ce qui était jusqu'ici considéré comme impossible. »

Le T282C Control Flow Body d'Austin/ Westech à la mine de charbon Peabody, à North Antelope Rochelle. Installée dans le bassin de la Powder River, dans l'état du Wyoming, aux États-Unis, c'est la plus grande réserve de charbon au monde.

Austin est entré au Guinness Book des records en 2012 avec son Westech T282C Flow Control Body : la plus énorme carrosserie pour un volume de 470,4 mètres cubes de charbon d'une densité de 0,86 tonnes/m3. Elle a été présentée et mesurée à la Mine de North Antelope Rochelle, dans le Wyoming, le 14 juin 2011.

Les propriétés de l'acier des camions miniers permettent d'innover dans la conception de camions à benne basculante

Quand on compare les aptitudes au soudage et au formage de l'acier Hardox 500 Tuf avec Hardox 450, on obtient des résultats similaires. Toutefois, l'acier Hardox 500 Tuf, qui est plus fin, peut permettre de réduire les forces de pliage et le préchauffage avant soudage. Il en découle aussi d'importantes améliorations pour la durée de vie et la capacité de charge utile.

Austin a par exemple utilisé Hardox 450 en épaisseur 25,4 mm pour créer une solution sur mesure, mais quand l'entreprise est passé à Hardox 500 Tuf en 19 mm, elle a pu réduire le poids des pièces de 25 %.

« Dans ce type de projets, il faut passer en revue le moindre détail pour s'assurer que le résultat correspond à ce qu'on attend. Nous proposons de nombreux outils et notre expertise pour assister nos clients. Nous ne faisons pas que nous intéresser à prolonger des durées de vie ou à réduire le poids des applications. Nous examinons toutes les étapes, que ce soit pour le soudage, la fourniture de la matière d'essai en passant par des calculs de contraintes minutieusement étudiés, avant de commencer une production en série », explique Jonas Allebert, Wear Specialist SSAB.

Soudage de la plaque d'usure Hardox®

Les équipements des camions miniers évoluent en permanence

Austin Engineering fabrique des carrosseries de camions-bennes, godets, réservoirs d'eau, appareils de manutention de pneumatiques et autres produits accessoires sur mesure, utilisés partout dans le monde dans l'industrie minière. L'entreprise propose également des services de réparation et d'entretien sur site ou hors site. Selon Austin, l'évolution n'est pas terminée. Partout dans le monde, les mines peuvent compter sur une production plus efficace, en grande partie grâce à l'adaptation des projets à leurs besoins et à des ingénieurs avant-gardistes comme Reynolds.

« Tant qu'il y aura de nouvelles matières aux effets positifs sur les performances, l'efficacité et même la sécurité, nous continuerons de les tester pour de nouveaux projets », indique Reynolds. « Nous nous concentrons sur la résolution des défis que rencontrent nos opérateurs miniers en utilisant tous les aspects du projet pour parvenir au succès. Par exemple, notre Flow Control Body avec sa conception de plancher unique et brevetée, et son utilisation de différentes matières, démontre comment nous avons produit, à maintes reprises, des équipements sur mesure qui servent encore de référence dans le secteur. Nous pensons que l'acier Hardox 500 Tuf nous permettra de rester les meilleurs, ce qui est bien notre objectif. »

Excavatrice minière et tombereau en acier anti-abrasion Hardox®

Établir des références pour l'innovation dans l'industrie minière

Au cours de ces dernières décennies, Austin n'a pas cessé de repousser les limites de conception pour ses camions. Ses modèles peuvent désormais transporter plus de 363 tonnes. L'entreprise consent encore plus d'efforts pour concevoir des véhicules plus légers avec Hardox 450 et 500 comme aciers principaux, lesquels deviennent la norme pour les applications difficiles du secteur minier. Pour faire encore progresser les offres sur mesure d'Austin, Reynolds et Johnny Greer (supply chain manager Americas), ont persisté à rechercher des améliorations spécifiques à certaines caractéristiques d'une nuance à 500 Brinell (HBW), ce que l'industrie de l'acier ne proposait pas encore à cette époque.

« Nous avons discuté de nos besoins avec SSAB et nous savions que c'était un produit difficile à élaborer », indique Reynolds. « Mais, il pouvait nous permettre d'offrir des solutions dont les mines avaient vraiment besoin, soit en prolongeant la durée de vie des produits, soit en réduisant encore le poids de l'engin, pour pouvoir transporter plus de charge utile. Disposer d'une telle matière pouvait nous aider à faire encore progresser l'industrie des équipements miniers. »

Pour rester à l'avant-garde l'acier, SSAB investit continuellement dans la recherche et le développement, le support technique et les initiatives conjointes pour que ses clients puissent tirer le meilleur parti de ses aciers avancés à haute résistance. Une collaboration étroite conduit à une connaissance approfondie des besoins du marché et fait naître de nouvelles initiatives de création de produits. Avec Hardox 500 Tuf, SSAB est le premier producteur d'acier à lancer une gamme d'acier à 500 Brinell avec des propriétés similaires à celles de l'acier structurel.

« Comprendre les besoins de nos clients pour de nombreuses applications et de nombreux segments nous donne les éléments pour développer de tout nouveaux produits », explique Tobias Appelkvist, responsable du secteur minier, SSAB Special Steels North America. « Pour lancer une nuance unique comme Hardox 500 Tuf, nous avons travaillé en étroite collaboration avec nos clients et avons prouvé notre volonté de les aider à innover et faire avancer leur domaine d'activités. »

Des représentants du fabricant d'acier SSAB et d'Austin Engineering, qui a déployé, partout dans le monde, des équipements spécifiques fabriqués en acier anti-abrasion Hardox 500 Tuf.

En photo, la responsable produit Hardox® pour SSAB : Jenny Brandberg-Hurtig (au centre), Rick Reynolds, ingénieur en chef chez Austin et Johnny Greer, supply chain manager secteur Amérique, pour le lancement de la nouvelle génération d'acier Hardox® 500 Tuf, pour des équipements miniers sur mesure dans tous les pays du monde.

Demandez une consultation pour mise à niveau

Découvrez ce que la mise à niveau vers Hardox  500 Tuf peut faire pour vos équipements et vos travaux. Nous serons ravis de vous rencontrer en personne et d'en apprendre plus sur vos besoins et vos conditions d'usure spécifiques, afin de trouver la solution la plus adaptée et la plus économique pour vos activités.

photo client

Hardox 500 Tuf est intégré à des équipements miniers partout dans le monde

Chargeuse Winkelbauer

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La nouvelle benne basculante fabriquée en acier Hardox 500 Tuf présente des formes coniques sur les côtés. Ces profilés facilitent le déchargement. Les matériaux tels que l'argile ou le sable, en particulier, s'écoulent plus librement qu'en suivant les lignes à angle droit classiques d'un camion.

Camion à benne basculante Industrias Baco

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