Сферы применения различных видов дробилок


За последние тридцать лет никаких принципиально новых конструкций дробилок не придумано, практически все их типы были переработаны для соответствия требованиям покупателей щебня

Дробильное оборудование

Всем известен основополагающий закон рынка: покупатель всегда прав. Даже если его требования кажутся чересчур завышенными или ничем не обоснованными. В полной мере с этим законом рынка в последние годы столкнулись производители щебня – требования покупателей по кубовидности материала превосходят возможности применяемых технологий и оборудования. Особенно это касается щебня для дорожного строительства, когда помимо кубовидности заказчики требуют производства узких фракций щебня с шагом 3-5 мм.

Повышенные требования по кубовидности производимого щебня не являются новостью для европейских производителей сортировочного оборудования. И хотя за последние тридцать лет дробильная машина не претерпела в своей конструкции принципиальных изменений, практически все типы были переработаны для соответствия требованиям покупателей щебня.

Прежде всего, были проведены исследования гранулометрических составов исходного сырья. На основании полученных данных были оптимизированы форма дробящих накладок, объем камеры дробления и частота работы подвижной щеки первичных щековых моделей. Эти исследования имели и обратную связь – существенно изменились стандарты проведения буро-взрывных работ с целью оптимизировать получаемую горную массу для последующего дробления. Была доказана экономическая эффективность использования скважин малого (80-110 мм) диаметра с соответствующим уплотнением сетки скважин, определены нормы по заряжанию скважин различными типами взрывчатых веществ, большое внимание уделено технологии проведения взрывных работ.

Результатом явились рекомендации и стандарты по проведению буро-взрывных работ, позволяющие получать на гранитных месторождениях до 95% взорванной горной массы крупностью менее 600 мм, 30% – крупностью менее 100 мм и 10% фракции крупностью менее 20 мм.

В настоящее время щековая машина в большинстве случаев имеет частоту колебаний в пределах 270-300 колебаний в минуту, выпуклую форму дробящей накладки подвижной щеки, мощность их привода достаточна для работы под завалом.

Дальнейшими усовершенствованиями установок первичного дробления стали системы контроля заполнения камеры. На дробильных установках Metso Minerals используется ультразвуковой датчик, который контролирует уровень материала и регулирует скорость питателя в зависимости от того, какой производительностью обладает дробилка. Иной принцип используется на установках Extec (входит в группу Sandvik). На них для контроля заполнения камеры дробления используется датчик давления в системе привода камеры, который останавливает питатель, а производительность питателя регулируется вручную при настройке машины. Такая схема обладает меньшей точностью и требует перенастройки по мере износа броневых накладок, но более простая и надежная в эксплуатации.

Еще одним направлением совершенствования камер дробления щековых моделей было увеличение длины щек. Совместно с оптимизацией движения подвижной щеки это позволило увеличить степень измельчения материала в машинах и снизило закрупнение материала. Современная модель имеет соотношение открытая/закрытая щель примерно 1,5-1,6, то есть при зазоре 100 мм максимальный размер куска на выходе составит 150-160 мм, при том что порядка 75% материала будет иметь крупность менее 100 мм.

В какой-то степени профиль камеры современных щековых моделей состоит из двух камер – первичного дробления в верхней части, с более высоким уровнем измельчения материала, и вторичного дробления в нижней части, где броневые накладки подвижной и неподвижной щек расположены почти параллельно друг другу. В нижней части щековой машины происходит интенсивное дробление материала по материалу, что снижает износ дробящих накладок и улучшает форму зерен материала.

Эти работы позволили обеспечить уже на стадии первичного дробления минимальный выход зерен лещадной формы и оптимизировать гранулометрический состав продукта для дальнейшей переработки.

В качестве вторичной дробилки в современных дробильно-сортировочных заводах используется щековая (редко), конусная и роторная дробилка. Именно к установкам этой стадии дробления предъявляются повышенные, а зачастую завышенные требования по производству кубовидного щебня.

Именно установки вторичного дробления подверглись наибольшей модернизации для производства щебня с высокой кубовидностью.

При дроблении крепких и особо крепких пород на вторичной и третичной стадиях дробления применяется конусная модель Основные трудности возникают при дроблении пород с выраженной слоистой структурой, так как такие породы склонны к лещадообразованию. В меньшей степени это касается пород осадочного происхождения, в большей – магматических и метаморфических пород. В то же время спрос на щебень из изверженных пород постоянно растет, так же как и требования к его качеству. Поэтому именно конусные машины подверглись наиболее глубокой модернизации.

Совершенствование конусных моделей производилось по следующим направлениям: 

  • обеспечение работы под завалом;
  • увеличение частоты колебаний подвижного конуса;
  • увеличение энерговооруженности;
  • оптимизация формы камеры дробления, разработка различных форм дробящих накладок;
  • автоматизация процесса дробления.

Производство кубовидного щебня на современных конусных моделях достигается только при их работе под завалом. Если производительность стадии первичного дробления или погрузочной техники недостаточна для работы конусной техники под завалом, приемлемой формы зерен получить невозможно. Такой режим потребовал увеличения энерговооруженности конусных машини увеличения прочности конструкции, а применение современных систем автоматизированного проектирования позволило избежать увеличения металлоемкости установок.

Соотношение открытая/закрытая сторона на большинстве машин равно двум. То есть при зазоре 20 мм максимальный кусок на выходе составит 40 мм (без учета закрупнения).  Конусная дробилка Hydrocone, производимая компанией Sandvik, имеет много особенностей, одна из которых - изменяемый эксцентриситет.

Частота вращения эксцентрика на современных конусных моделях составляет от 650 до 800 об/мин. Такая высокая частота позволила обеспечить многократное воздействие на материал при его движении внутри дробящей полости, что приводит к снижению количества зерен продолговатой и лещадной формы.

Конусная модель компании Telsmith (США) не имеют опорной чаши. Для работы при высоких оборотах эксцентрика и высоком давлении внутри дробящей полости компания применила конструкцию с опорными подшипниками и противовесом. Это позволило довести скорость вращения до 800 об/мин при увеличении срока службы всей конструкции.

Большинство камер дробления в настоящее время предлагается с 5-7 вариантами броневых накладок. В зависимости от размера загружаемого материала, его гранулометрического состава и требований к производимой продукции выбирается тот тип брони, который обеспечивает заданную степень измельчения щебня. Это позволяет использовать одну и ту же модель в качестве вторичной и третичной. Кроме того, профиль броневых накладок, предназначенных для вторичной стадии дробления, оптимизирован с учетом гранулометрического состава материала после первичной дробилки. Поэтому использование в одной линейке дробильного оборудования различных производителей иногда приводит к неожиданным результатам.

Одной из главных проблем, стоящих и перед производителями техники, и перед потребителями ее, является постоянное снижение квалификации операторов. Современная конусная машина имеет конструкцию, в которой заложено множество возможностей. Единственным способом полной их реализации является автоматизация процесса дробления. Наиболее полные системы предлагают компании Sanvik, Metso Minerals и Telsmith.

Последняя версия системы управления от компании Sandvik называется ASRi и позволяет не только контролировать производственный процесс, но и оптимизировать многие параметры работы установки. Система имеет три основных режима дробления материала – Auto-CSS, Auto-Load и Multi-CSS. В первом режиме оператор устанавливает требуемый зазор, и система поддерживает его до тех пор, пока в полость не попадает недробимый материал или давление в камере не превышает допустимой величины. Этот режим характерен для большинства конусных машин, только эти установки делаются не при помощи компьютера, а при помощи механических (пружины) и гидравлических (датчики) устройств. Второй режим (Auto-Load) предназначен для работы машины с максимальной производительностью. В этом режиме величина зазора не является постоянной величиной, она меняется в зависимости от нагрузки в камере дробления. При этом происходит максимальное измельчение материала в режиме «камень о камень» и наблюдается минимальный выход лещадного продукта. При правильной настройке системы подачи материала этот режим позволяет получать высококачественный щебень. Третий режим (Multi-CSS) наиболее востребован при производстве широких фракций щебня, так как оборудование автоматически изменяет величину зазора для получения заданной гранулометрической кривой.

Но этим функции современных систем управления не ограничиваются. Они позволяют записывать в память и передавать на центральный компьютер различные параметры работы машины, такие как потребляемая мощность, зазор, производительность и т.д. Кроме того, наиболее совершенные системы имеют функцию обратной связи – результаты лабораторных испытаний заносятся в память процессора, и программа учитывает фактически полученные данные в дальнейшей работе.

Результатом работ по усовершенствованию конусных моделей явилась возможность производить щебень с содержанием лещадки не выше 15% почти на любых материалах. Но есть и нерешенные проблемы.

Конусная модель имеет один известный и труднопреодолимый недостаток  – невозможность контролировать кубовидность материала на фракциях меньших, чем минимальная величина разгрузочной щели. Например, если минимальный зазор составляет 20 мм, получить высокую кубовидность во фракции 0-20 (5-20) мм практически нереально. Поэтому при производстве высококачественного щебня крупностью менее 20 мм используются как минимум три стадии дробления или две стадии дробления и грануляция.

Другими способами повышения кубовидности выпускаемого щебня являются контрольное грохочение и подача части готового продукта обратно в конусную модель для получения более равномерного заполнения камеры. Применение этой технологии позволяет улучшить качество щебня, в том числе и на машинах старого образца, но требует высокой квалификации специалиста-технолога и обслуживающего персонала, а также стабильного производственного процесса.

При использовании конусных моделей для третичного дробления зазоры на них составляют от 6 до 12 мм, что позволяет получать фракцию 5-20 мм с высокой кубовидностью. Типоразмер оборудования подбирают исходя из требуемой производительности. Как правило, дробилка третичного дробления такая же или больше, чем машина вторичного дробления.

Если перед предприятием ставится задача производства исключительно кубовидного щебня, то один из главных постулатов дробильщиков, «Не дроби раздробленное», приходится забыть. После первичного дробления в горной массе содержится от 10 до 25% фракции 0-40 мм. Традиционно считалось, что это готовый продукт, который нужно просто рассортировать. Но содержание лещадных зерен в нем может достигать и 40, и 70%. Естественно, что такой щебень, попади он в конечную продукцию, существенно снизит ее качество. В этом случае применяют либо подачу предварительно отсортированной мелкой фракции на установки третичного дробления, либо специализированные установки для придания кубовидной формы щебню.

В качестве грануляторов для щебня, полученного из твердых, преимущественно магматических пород, широкое применение нашла вертикальная роторная дробилка. В настоящее время ее производят как ведущие иностранные производители (Metso Minerals, Sandvic, Terex, MAG, SBM), так и ряд российских компаний («Новые технологии», «Урал-Омега»). На данном типе оборудования можно добиться выхода кубовидного щебня во фракции 0-20 мм на уровне 90-95%.

Хотя эти установки называются дробилками, используются они в основном как устройства, улучшающие форму материала. Поэтому степень измельчения на них редко превышает 2,5, наиболее оптимальный диапазон – 1,5-2. Регулирование эффективности работы машины производится изменением скорости вращения ротора. При слишком малой скорости вращения измельчения не происходит, при слишком высокой – наблюдается повышенный износ стола ротора и боковин камеры, а также высокий выход отсева (0-5 мм). В некоторых случаях в отсев уходит до 50% исходного материала. Также повышенный износ деталей наблюдается при переработке сравнительно крупнокускового материала (от 40 мм и выше).

Опыт использования роторных машин с вертикальным расположением ротора на многих предприятиях доказал их высокую эффективность. В то же время использование вертикальных роторных моделей как отдельных установок может привести к преждевременному выходу их из строя. Связано это с особенностями конструкции – повышенная влажность материала и наличие посторонних включений в виде глины приводят к разбалансировке ротора.

Для любого предприятия основным показателем эффективности работы является получаемая прибыль. Производство щебня с кубовидностью на уровне выше 90% отличается повышенной себестоимостью, энергозатратами и большим уровнем потерь каменного материала. В то же время применение современных трехстадийных дробильно-сортировочных комплексов позволяет гарантированно получать щебень с содержанием зерен лещадной формы до 13-15%. Выбор оборудования и технологии должен быть экономически обоснован и подкреплен квалифицированными кадрами.


Сергей Семенов 

«CТТ» №6/2008







Заметили ошибку? Выделите участок текста и нажмите Ctrl+Enter, чтобы оповестить редакцию сайта.

Читайте также:

В поисках работы. Обзор зарплат операторов карьерной техники в марте 2017
В поисках работы. Обзор зарплат операторов карьерной техники в марте 2017 В данном обзоре мы сравним весенние зарплаты операторов буровых установок и водителей карьерных самосвалов БЕЛАЗ в разных регионах нашей страны на основе данных сервисов Яндекс.Работа и hh.ru
Желтая таблица 2017: 50 крупнейших мировых производителей строительной техники
Желтая таблица 2017: 50 крупнейших мировых производителей строительной техники Данные "Желтой таблицы" говорят о том, что в завершившемся финансовом году, который стал сложным для многих крупнейших мировых производителей, падение доходов североамериканских компаний соседствовало с улучшением показателей в Азии и Европе
Импорт в IV квартале. Komatsu - лидер по поставкам карьерной техники
Импорт в IV квартале. Komatsu - лидер по поставкам карьерной техники В рассматриваемом периоде выросли поставки гусеничных бульдозеров и гидравлических экскаваторов. Обзор подготовлен на основе данных агентства ID-Marketing
Угадай производителя по фотографии
Угадай производителя по фотографии 10 брендов, 10 фотографий карьерной техники. Вы сможете угадать, кто производитель каждой машины?