Gawenda.pdf

(915 KB) Pobierz
Górnictwo i Geoinżynieria
•
Rok 34
•
Zeszyt 4
•
2010
Tomasz Gawenda*
PROBLEMATYKA DOBORU MASZYN KRUSZĄCYCH
W INSTALACJACH PRODUKCJI KRUSZYW MINERALNYCH
1. Rola procesów rozdrabniania
w przeróbce surowców mineralnych
Rozdrabnianie to jeden z najbardziej energochłonnych procesów technologicznych,
którego celem jest doprowadzenie surowców mineralnych do odpowiedniego uziarnienia.
Proces ten jest złożony i zależy od wielu czynników, między innymi od rozmiaru i formy roz-
drabnianych ziarn, wzajemnego ich ułożenia w komorze kruszącej maszyny, parametrów
technologicznych kruszarki, fizykochemicznych właściwości materiału, trajektorii i pręd-
kości przemieszczania się ziarn itd.
Procesy rozdrabniania znajdują szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach prze-
twórstwa rozmaitych surowców, mające na celu uzyskanie gotowego produktu np. kruszyw
mineralnych o odpowiednim uziarnieniu (operacja główna), bądź doprowadzenie materiału
do takiego stanu, aby uwolnić wpryśnięcia składnika użytecznego od skały płonnej (opera-
cja przygotowawcza do procesu wzbogacania). Również procesy rozdrabniania wykorzys-
tuje się w celu uszlachetniania kruszyw mineralnych. Takie postępowanie polega na podda-
waniu określonych klas ziarnowych kruszyw odpowiednio przygotowanemu i uregulowa-
nemu rozdrabnianiu, w trakcie którego zostają rozdrobnione ziarna posiadające defekty na-
turalne lub powstałe w momencie urabiania. Rozdrabnianie uszlachetniające kruszyw to
także celowe zwiększenie udziału ziaren przetrąconych z owalnych ziaren
żwiru,
aby zwięk-
szyć ich powierzchnię właściwą, lub uszlachetnianie związane z oczyszczeniem zanieczysz-
czeń ilastych pod wpływem udaru [4, 9].
Zanotowany w ostatnich latach intensywny rozwój przemysłu budowlanego i drogo-
wego spowodował duży popyt na kruszywa
łamane
produkowane z surowców skalnych o wy-
sokiej jakości. W budownictwie wszelkiego rodzaju kruszywa wykorzystuje się do produkcji
betonów, zapraw murarskich, tynkarskich itp. Drogownictwo natomiast zużywa kruszywa
*
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków
195
na podbudowy dróg oraz do produkcji nawierzchni drogowych. Należy podkreślić,
że
oprócz
odpowiedniego składu ziarnowego, bardzo często zwraca się uwagę na kształt ziaren pro-
duktów rozdrobnienia. W przeważającej większości wymagany jest foremny kształt ziarn,
ale czasami zdarzają się wyjątki i jest całkiem na odwrót (np. w przeróbce rud, ziarna nie-
foremne
łatwiej
podlegają procesowi flotacji albo w piecach hutniczych topniki umożliwia-
ją dłuższy przepływ gazów).
2. Maszyny stosowane do kruszenia
Maszyny kruszące obecnie oferowane na rynku odznaczają się olbrzymią elastycznoś-
cią pod względem ich zastosowania i przeznaczenia, budowy oraz ich obsługi. W ostatnich
latach pojawiły się nowe lub udoskonalone rozwiązania maszyn, np. kruszarki wertykalne
(z wałem pionowym) potocznie nazywane kubizerami, kruszarki rewersyjne udarowe, prasy
walcowe wysokociśnieniowe nowej generacji. Modna stała się także produkcja kruszarek
mobilnych oferowanych w takim lub podobnym asortymencie jak kruszarki stacjonarne,
cieszących się znakomitą opinią ze względu na praktyczność i uniwersalność ich zastoso-
wania. Warto zwrócić także uwagę,
że
kruszarki stacjonarne jak i mobilne mogą być napę-
dzane silnikiem elektrycznym, hydraulicznym, spalinowym lub w kombinacji silników spa-
linowego i elektrycznego oraz spalinowego i hydraulicznego.
Kruszarki mają zastosowanie najczęściej w przemyśle górniczym (przeróbka rud, węgla
i surowców skalnych), hutniczym, cementowym, ceramicznym oraz w przeróbce odpadów
stałych.
W tabeli 1 dokonano podziału prawie wszystkich maszyn kruszących oraz podano ich
praktyczne zastosowania, do którego posłużono się danymi z kilkudziesięciu firm produku-
jących takie maszyny [3].
Wiodącymi producentami europejskimi są: Metso Minerals (Svedala, Nordberg), Sandvik
Mining+Construction Central Europe GMBH, Magotteaux, Weil Brechertechnik GMBH,
Hazemag & Epr GMBG, KHD Humboldt Wedag AG, Retsch GMBH, PSP Engineering a.s.,
Maschinenfabrik Liezen GMBH (przedstawiciel MRC Doltech Sp. z o.o.), Thyssenkrupp
Foerdertechnik GMBH, Koeppern, a także pozostałe firmy: Aubema Crushing Technology
GMBG, PSP Vertriebs GMBH, Brauer Aufbereitungsmaschinen GMBH & CO, FAM, GIPO
AG, KDS Maschinenbau GMBH, Liedlbauer Aufbereitungstechnik, Reiter & Crippa S.R.L.,
Vortex Zerkleinerungstechnik GMBH, Merz Aufbereitungstechnik GMBH, DBT Mineral
Processing GMBH, Thomaco Baumaschinen GMBH, Ammann Aufbereitung AG, BHS-
Sonthofen, Lut Metalltechnik GMBH, Martin Steckert, Giegold Maschinenbau GMBH.
W Polsce kruszarki produkują firmy Makrum SA, Zanam-Legmet Sp z o.o, Zakłady
Urządzeń Technicznych SA Wamag, Ofama Sp. z o.o.
Na rysunkach 1−4 przedstawiono możliwości zastosowania poszczególnych kruszarek
w zależności od ich przeznaczenia dla surowców o różnych właściwościach fizyko-mecha-
nicznych, wydajności, maksymalnego uziarnienia nadawy i produktów.
196
197
Rys. 1.
Podział kruszarek według ich przeznaczenia dla materiałów
o różnych właściwościach fizyko-mechanicznych
(Opracowanie własne)
Rys. 2.
Podział kruszarek według wydajności
(Opracowanie własne)
Rys. 3.
Podział kruszarek według maksymalnej wielkości ziaren nadawy
(Opracowanie własne)
198
Rys. 4.
Podział kruszarek według maksymalnej wielkości ziaren produktu
(Opracowanie własne)
3. Dobór maszyn kruszących
W produkcji kruszyw
łamanych
bardzo ważnym elementem jest odpowiedni dobór typu
kruszarki, który pozwoli osiągnąć uziarnienie o odpowiednich wychodach poszczególnych
klas ziarnowych i możliwie regularnych kształtach ziaren. W badaniach wpływu typów ma-
szyn rozdrabniających na skład ziarnowy oraz kształt ziaren został ustalony ich bezpośredni
związek i dzięki temu jest możliwe wyprodukowanie materiałów wyjściowych o pożąda-
nym uziarnieniu [1].
Przebieg procesu kruszenia, tzn. pękanie i przemieszczanie się materiału zależy głów-
nie (poza właściwościami surowca) od konstrukcji maszyny i sposobu działania, w której
występują skomplikowane zjawiska towarzyszące kruszeniu, a więc od ukształtowania prze-
strzeni roboczej i organów roboczych (np. powierzchni roboczych płyt kruszących, kształtu
stożków, młotków, bijaków, położenia płyt odbojowych itd.), a następnie od cech kinema-
tycznych maszyny [9].
Gabaryty kruszarek mają niewątpliwie duży wpływ na proces kruszenia, gdyż w du-
żych
maszynach pękają bryły o znacznych wymiarach, a oddziaływania między tymi bryła-
mi nie mają wielkiego wpływu na siły i energię kruszenia. W kruszarkach
średnich
i ma-
łych
oddziaływania między mniejszymi ziarnami kruszonymi mają znaczny wpływ na te
wielkości, głównie w dolnych strefach przestrzeni roboczej, gdzie zachodzi zagęszczenie
ośrodka [12].
Maszyny służące do rozdrabniania dobiera się odpowiednio do danego materiału zgod-
nie z rysunkiem 1, uwzględniając przede wszystkim jego właściwości decydujące o podat-
ności na różne rodzaje działań kruszących [7]. Materiały twarde rozdrabnia się przez udar,
mniej twarde przez zgniatanie, miękkie przez zgniatanie,
łamanie
lub
ścieranie,
ilaste i lep-
kie przez
ścieranie.
Do rozdrabniania ziaren grubych stosuje się zgniatanie, do
średnich
⎯
zgniatanie lub udar, do drobnych
⎯
ścieranie
lub udar. Rumpf [10] zalecał dobierać urzą-
dzenia kruszące w zależności od twardości rozdrabnianego materiału.
199

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin