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12 sept. 2018

Le recyclage de l’étain impose des exigences élevées en matière de sécurité des machines

La rénovation d’une installation existante va de pair avec la remise en conformité de la sécurité. Il en résulte une installation qui pourra encore fonctionner pendant des années.

Pour cette ligne d’étain d’une usine de recyclage devant obtenir un nouveau marquage CE, l’entreprise s’est adressée à Pilz, qui, en coopération avec son partenaire privilégié IMA, a fait du projet un exemple de sécurisation moderne. En conséquence : une adaptation de l’installation à la fois rapide et impeccable afin de respecter les exigences actuelles en matière de sécurité des machines.

Boucler la boucle grâce au recyclage

Avec ses hauts murs et ses portes d’accès blindées, Metallo Belgium, anciennement Metallo-Chimique, à Beerse, est une entreprise imposante aux yeux des passants insouciants. Derrière cette façade se déroule un spectacle impressionnant. À partir de ferraille venant des quatre coins du monde, l’entreprise retire des métaux utilisables comme le cuivre, le plomb et l’étain. « Refermer le circuit économique », c’est le but de Metallo ! Un conteneur de radiateurs de voiture, d’écrans de vieilles télévisions, de bobines de moteurs électriques... tous les types de ferraille sont triés dans l’entreprise, échantillonnés et analysés pour y trouver les alliages présents. Ensuite, Metallo recycle les métaux utilisables tirés de la ferraille et ceux-ci retournent ensuite dans le processus économique. L’un de ces métaux est l’étain.

Un processus de production pour tout séparer

Toutefois, avant que l’étain puisse être recyclé, la ferraille doit passer par un long processus de purification et de tri pour parvenir à de l’étain pur à 99,95 %. Jos Maes, chef de projet ingénierie chez Metallo, nous explique le processus de production : « Après l’analyse de la ferraille, le matériel est envoyé vers la fonderie de cuivre où il est transformé en plusieurs types de cuivre. Pour le premier type, nous obtenons des anodes en cuivre pur à 99 %. Le deuxième type se compose d’anodes en cuivre impur avec 90 % de cuivre, que nous transformons en cathodes en cuivre impur et, enfin, en alliage de plomb et d’étain. L’alliage de plomb et d’étain est ensuite traité dans une ligne séparée. Le plomb y est, dans un premier temps, séparé de l’étain à l’aide de fours à vide. En chauffant cet alliage, on permet à l’étain d’y rester sous forme fluide plus longtemps que le plomb. Le plomb s’évapore plus rapidement tandis que l’étain reste plus longtemps dans le four et est ainsi séparé du plomb. Ensuite, un certain nombre de métaux nobles, principalement l’argent, sont tirés de l’étain et plusieurs étapes d’affinage suivent encore. »

Vers 99,95 % d’étain pur

Pelle Lemmens, ingénieur de production chez Metallo, continue : « Dans la ligne étain, l’étain subit ses dernières transformations.  Les moules doivent tout d’abord être chauffés car déposer du métal chaud dans un moule froid provoquerait trop d’éclaboussures. Une fois que les moules ont atteint la température souhaitée, la pompe à métal peut être actionnée. Le manipulateur remplit alors les plateaux de coulée à la main. Ils passent ensuite au robot, qui racle les « résidus » d’étain. Ces résidus proviennent de l’oxydation due à l’air ambiant réchauffé. Les métaux arrivent ensuite dans l’estampilleuse où le numéro de coulée est imprimé sur les blocs d’étain. Après un nouveau refroidissement, ils atteignent enfin la roue de la chaîne de transport, qui les amène sur le tapis. Il arrive parfois qu’ils ne tombent pas automatiquement de leur moule. Dans ce cas, dans la roue, des marteaux viennent frapper les côtés pour qu’ils soit démoulés. Puis, ils arrivent un à un sur le tapis roulant. Après avoir été retournés et comptés, ils sont empilés et prêts à être à nouveau traités. »

Un marquage CE obsolète

L’installation qui gère le traitement de l’étain a bien été certifiée CE mais cette approbation date d’il y a une vingtaine d’années. Un renouvellement s’impose, notamment car la direction de Metallo a placé la Sécurité dans ses priorités d’action.
Jos Maes : « Au cours de ces vingt années, beaucoup de choses ont changé en matière de sécurité et des normes qui s’y rapportent. En interne également, il a fallu s’adapter progressivement pour gérer la sécurité de cette machine et ce d’autant plus que cet espace était facilement accessible à tous. Il fallait agir avec professionnalisme donc nous avons décidé de faire appel à Pilz. Nous avions déjà réalisé avec eux un projet comparable dans la chaîne plomb. »

Une expérience bénéfique avec la chaîne plomb

Timen Floré, Sales Manager chez Pilz, acquiesce : « C’est vrai, nous avons beaucoup appris lors de la modification de la chaîne plomb. Nous avons ainsi compris que le grillage de sécurité que nous utilisions habituellement n’était pas suffisamment adapté aux conditions d’utilisation de cette machine, principalement en raison des nombreuses vibrations. Par conséquent, à la longue, les contacts des cadenas se sont disloqués, ce qui déclenchait des alarmes. De plus, notre partenaire pour ce travail n’était pas suffisamment formé à la pneumatique de cette installation. Les expériences sur cette ligne nous ont poussés àtrouver des partenaires privilégiés pour de gros projets. Nous garantissons toujours à nos clients que la machine dont ils disposent répondra parfaitement à leurs besoins mais nous dépendons parfois d’autres partenaires dans le cadre d’un projet. Grâce à ce partenariat, nous pouvons continuer à leur offrir cette garantie. Comme nous travaillons depuis des années avec nos partenaires privilégiés, nous connaissons l’expertise des uns des autres et nous nous complétons parfaitement. Ce n’est donc pas un hasard si le tout premier partenaire privilégié de Pilz est IMA. C’est d’ailleurs IMA qui a collaboré avec PILZ sur ce projet. »

Jos Maes de Metallo ajoute : « Pour la chaîne étain, IMA a fabriqué un grillage de sécurité entièrement sur mesure, car celui de la chaîne plomb n’était pas assez solide et était installé trop près de l’installation. Nos collaborateurs avaient donc des difficultés à travailler. Pour la chaîne étain, le grillage est totalement indépendant, il n’est pas fixé directement à la machine et subit donc moins les vibrations. Un autre élément important sur cette ligne est la barrière immatérielle, qui permet à nos collaborateurs de travailler de manière plus ergonomique. L’installation doit être entretenue quotidiennement pour enlever les restes d’étain. Grâce à la barrière immatérielle, aucune porte, ni aucun grillage n’entrave leur chemin et les opérateurs peuvent effectuer leur tâche plus facilement. Ce concept a été réfléchi par Pilz et Metallo et, avec l’expertise d’IMA, il est à la base de la réussite de ce projet. »

Plus qu’un projet de sécurité

Timen Floré continue : « Ce projet ne se limite toutefois pas à une simple mise à jour de la sécurité. Nous nous sommes aussi penchés sur d’autres aspects. Nous avons adapté les marteaux qui tapent sur les moules pour faire sortir les blocs d’étain, nous nous sommes attaqués à la commande robotisée et nous avons modifié l’ancien boîtier électrique pour qu’il respecte les exigences actuelles. Nous y avons installé une nouvelle commande standard et un API, nous avons modernisé les contacteurs et les câbles et amélioré les possibilités de diagnostic. » Un rapide coup d’œil au boîtier électrique donne un éventail des fournisseurs des composants de la machine. Nous y retrouvons du matériel d’Allen Bradley, Pilz, Siemens, Schneider Electric et Phoenix Contact. La grande force d’IMA, le partenaire privilégié de Pilz, c’est d’avoir les connaissances pour travailler beaucoup de marques différentes.

Joris Ceyssens, Sales Director d’IMA, explique : « Nous sommes spécialisés dans la fabrication de machines sur mesure. Nous réalisons les souhaits de nos clients. Metallo travaille avec plusieurs partenaires fixes pour l’API, les câbles et autres car l’entreprise veut optimiser sa gestion des pièces de rechange.  Le choix de la marque nous importe peu car nos collaborateurs - et très certainement nos programmeurs - sont continuellement formés et mis à niveau en matière de commandes pour pouvoir programmer tout API et robot. Cela ne change donc rien pour nous si le client préfère un robot Kuka à un Fanuc, ou un API Siemens à un API Allen Bradley. »

Jos Maes continue ses explications sur l’excellente collaboration entre Pilz et IMA : « Il était important pour nous que la chaîne ne soit pas à l’arrêt quand nous avions réellement besoin de la production d’étain. IMA a parfaitement répondu à notre demande en scindant le projet en plusieurs sous-projets. »

La réduction du bruit prise en compte

Un autre avantage de l’optimisation de la ligne est la réduction du bruit. Dans l’ancienne installation, les moules étaient martelés par le système de marteaux dès que le four qui chauffe l’étain était allumé. Il fallait facilement une heure pour que le four soit assez chaud pour assurer efficacement la production. Les marteaux faisaient alors un bruit terrible et inutile. Pilz a pris ce point en compte dans ses modifications. Grâce à l’amélioration de la programmation, les marteaux frappent uniquement si les moules sont remplis de métal.

Timen Floré conclut : « Tout ce projet est un bel exemple du déroulement d’un projet de sécurité intégrée où toutes les étapes entrent en ligne de compte : le commencement par l’évaluation des risques, où tous les aspects liés à la sécurité sont répertoriés, à la fois lors du fonctionnement normal et pendant l’entretien et le nettoyage. Ensuite, la concertation sur les mesures à prendre, où nous gardons en tête les obligations légales. Puis la phase de mise en œuvre, où la qualité du partenaire IMA a été décisive. La validation est effectuée par Pilz, après quoi tout le projet est fixé dans une déclaration CE. »

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