Применение и преимущества принципов дробления истиранием при использовании высокопроизводительных конусных дробилок

Основы

В последние годы произошли очень важные изменения в требованиях к качеству изготовления сыпучих заполнителей для строительной индустрии.

Потребители щебня и гравия не желают теперь принимать продукт «любой формы», предоставляемый поставщиком. Требования заказчика к качеству формы и размеру продукта теперь намного сложнее, поскольку это имеет следующие преимущества для конечного потребилеля:

• Увеличивает прочность конструктивного бетона на сдвиг, поскольку обеспечивает более однородную смесь.
• Уменьшает количество воды, и тем самым содержание цемента в бетоне для заданной конструкционной прочности и, поэтому, снижает стоимость кубометра бетона.
• Увеличивает сцепление с верхним слоем асфальта дорожного покрытия, поскольку в нем присутствует больше угловых поверхностей для шин, чем если бы вместо них находились несколько очень плоских частиц.
• Помогает уменьшить гидропланирование шины в мокрую погоду при использовании для верхнего слоя асфальта дорожного покрытия, поскольку уменьшает количество плоских поверхностей при контакте с шиной, если такой качественный гравий использовался в асфальте. Это работает по тому же принципу, что и протектор шины на мокрой дороге в сравнении с гладкой или лысой резиной.

Непрерывный рост стоимости энергоносителей заставляет производителей постоянно проверять, являются ли их установки настолько экономичными, насколько это возможно.

Производители естественно стремятся к тому, чтобы оборудование, которые они используют, давало продукцию такого размера, который пользуется наибольшим спросом. Установки по производству щебня должны быть также достаточно гибкими, чтобы их можно было легко перестроить на выпуск продукции в соответствии с меняющимися требованиями заказчика.

Прошли времена, когда производители могли производить десятки тысяч тонн материала в запас. Жестокая конкуренция на современном рынке требует от них производить материал методом «точно ко времени». Это уменьшает складирование и давление товарных запасов на производителя, увеличивает оборачиваемость вложенного капитала. Также это позволяет избежать проблемы ухудшения качества щебня из-за длительного хранения.

Принципы дробления истиранием

Если взглянуть назад в 70-е годы, то мы увидим, что типичная конусная дробилка, используемая на второй стадии дробления, могла иметь производительность до 75 тонн в час. Она использовалась после первичной щековой дробилки размером 1000×600 мм, после удаления мелкой фракции из материала. Это означало, что на вторичную конусную дробилку направлялась фракция 50-175 мм. В некоторых случаях для загрузки конусной дробилки использовался промежуточный бункер, но в большинстве случаев, это была просто подача материала тонкой струей.

Позже в 80-х, некоторые производители начали совершенствовать конструкцию своих конусных дробилок. Они поняли, что если внести некоторые хитроумные изменения в конструкцию дробилки, они смогут значительно увеличить ее производительность.

Компания TEREX Pegson была одним из таких производителей, и теперь у нее есть дробилка Autocone. Реализованные в ней прочность и вся конструкция роликовых подшипников были спроектированы так, чтобы сделать эту машину идеальным инструментом для работы на больших скоростях и использовать значительную мощность двигателя.

В результате было достигнуто значительное увеличение производительности по следующим причинам:

• Была обнаружена ненадобность предварительной сортировки загружаемого материала для конусной дробилки по причине минимальных потерь трения в конструкции на роликовых подшипниках.
• Это существенно снизило стоимость и сложность установки, поскольку позволило передавать материал непосредственно с одного этапа дробления на другой.
• Это повысило надежность установки и уменьшило эксплутационные затраты, поскольку количество устанавливаемого оборудования значительно сократилось.
• Производительность установки резко увеличилась, поскольку мелкие фракции загружаемого материала получили возможность беспрепятственно проходить через дробилку, просто заполняя промежутки между большими обломками камня в дробильной камере. В результате производительность эквивалентного размера конусной дробилки подскочила почти на 40%.
• Также было обнаружено, что заполнение пустот в дробильной камере приводит к значительному повышению гравийного качества конечного продукта.
• Другой пользой от заполнения пустот является то, что при этом достигается значительно более высокая степень дробления. Полевые испытания при множестве различных вариантов применения показали, что почти 90% продукта имеет размер меньший, чем установленное разгрузочное отверстие дробилки.
• Такая высокая степень дробления уменьшает число необходимых для конкретного применения этапов дробления. Примером может служить производство подстилающего грунта типа 1 в Великобритании. Стандартные характеристики предусматривают содержание от 40% до 70% фракций размером 10 мм. В настоящее время это достигается применением одной щековой и одной конусной дробилок, как показано ниже. Раньше это требовало трех этапов дробления и двух сортировочных установок для достижения указанных конечных характеристик продукта.
• Обнаружилось, что дробление истиранием позволяет производителям дать своим заказчикам больше, чем просто продукт нужного размера. Был открыт интересный феномен, если говорить просто, он заключался в том, что при изменении ширины разгрузочного отверстия изменяется только количество самой крупной и самой мелкой фракций, а содержание фракции среднего размера, скажем 5-20 мм, остается постоянной. Дробление истиранием особенно при использовании на третьем этапе дробления на столько повышает содержание этой самой востребованной фракции, что ценность его для потребителя возрастает многократно.
• Дробление истиранием позволяет использовать более широкие разгрузочные зазоры, чем позволяют обычные конусные дробилки. Это происходит потому, что дробление истиранием будет всегда давать более высокую степень дробления при том же разгрузочном зазоре, при котором конечный продукт будет иметь более высокое содержание мелких фракций.
• Использование в конусных дробилках с дроблением истиранием более широкого разгрузочного отверстия помогает уменьшить нагрузку на компоненты дробилки и уменьшает риск закупорки в дробильной камере. Закупорка может стать проблемой при использовании обычной конусной дробилки с узким разгрузочным зазором, поскольку нагрузка и давление возрастают многократно, когда это происходит.
• Исключается применение роторных дробилок во многих типах приложений. Меньший износ, меньше пыли и более однородный продукт производимый при истирающем дроблении дают множество преимуществ как для производителей, так и для конечных пользователей.

Имеется несколько важных пунктов, которые нужно помнить в связи с применением и введением в эксплуатацию дробилок методом истирания, которые автор желал бы отметить в качестве руководства для разработчиков установок и конечных пользователей:

• Дробилка должна быть с самого начала проектироваться для дробления истиранием. Агрегаты, такие как Automax были успешно разработаны только потому, что на всем протяжении преследовалась только одна эта цель. Конусные дробилки традиционной конструкции не могут быть успешно использованы для дробления истиранием.
• Необходимо обеспечить непрерывный режим работы дробилки под завалом – это также полезный совет и для обычных конусных дробилок.
• Загружаемый материал должен быть достаточно хорошо перемешан, чтобы обеспечить создание однородной смеси в дробильной камере. Этого легко достичь с помощью загрузочного бункера установленного над загрузочным отверстием дробилки для смешивания крупных и мелких фракций в точке загрузки.
• Дробилки, работающие по принципу истирания, такие как линейка Automax компании TEREX Pegson, допускают содержание в загружаемом материале мелких фракций при условии, что они не слишком влажные и их содержание не превышает допустимое максимальное отношение к общему количеству загружаемого в установку материала. В типичном примере, при максимальном загружаемом материале 175 мм, оно не должно превышать 20% для фракций размером 10 мм и 10% - для фракций 5 мм.

Большинство примеров успешного применения принципов дробления истиранием можно увидеть, и понять их очевидную пользу, если взглянуть на эту установку. Компоновка позволяет очень легко направить продукт с выхода щековой дробилки непосредственно в конусную дробилку второго этапа дробления без применения промежуточной сортировки.

В случаях, когда форма материала по его природе более сложная, а технические требовании очень высоки или требуется более мелкая степень дробления, он может быть направлен непосредственно в дробилку с дроблением истиранием для третьего этапа дробления. Как и прежде, это может быть сделано без применения промежуточной сортировки. Качество конечного продукта в этом случае может быть чрезвычайно высоким!

Дробление истиранием может быть очень успешным при домоле очень слоистого загружаемого материала. Потрясающий результат может быть получен при одновременной загрузке комбинированного материала различной крупности.

Автор был свидетелем применения одной дробилки с технологией дробления истиранием, которая заменила две дробилки и сортировочную установку, при этом показывая более высокое качество получаемого материала, большию степень измельчения, меньше пыли и более высокую производительность, чем старый, более затратный комплекс из нескольких установок.

Также как и в стационарном применении, истирающие дробилки имеют множество преимуществ в мобильном варианте исполнения. Мобильные гусеничные дробилки Maxtrak стали чрезвычайно популярны для подрядчиков дробильных работ, строительных подрядчиков и заказчиков карьерного оборудования по тем же причинам.

В некоторых европейских странах уже на протяжении нескольких лет потребители восхищаются прекрасным качеством конечного продукта и длительным сроком службы этих машин. В таких регионах мира как США, Средний Восток и Индия возрастает потребность в высококачественном заполнителе бетона. Производители заполнителя нуждаются в оборудовании способном обеспечить повышенные требования, иначе они рискуют отстать от своих конкурентов, которые заблаговременно обновили свои установки для удовлетворения потребностей своих заказчиков.

Эндрю Дакин

Об авторе: Эндрю Дакин (Andrew Dakin) является директором отдела сбыта компании TEREX Pegson. Он дипломированный инженер-механик, член Общества инженеров-механиков и ассоциированный член Института карьерной техники. Он принимал большое участие в разработке и применении модельного ряда дробильных установок Automax и Maxtrak на протяжении его 25-летней работы в TEREX Pegson. Предыдущим местом его работы была должность ведущего конструктора компании Steetley Minerals Ltd.