اتزان الكتلة لدائرة التكسير

ما المقصود باتزان الكتلة لدائرة التكسير؟

في أي منشأة تكسير يحمل كل سير وكل طبقة غربال وكل كومة تخزين معدلاً محدداً بالطن في الساعة. اتزان الكتلة لدائرة التكسير هو عمل كتابي يوضح كيف تتوزع الكمية الداخلة من المحجر على هذه المسارات: ما يدخل يجب أن يساوي مجموع المنتجات القابلة للبيع مضافاً إليه الكمية التي تستمر في الدوران داخل الدائرة. وإذا لم يتوازن الحساب فإما أن مساراً لم يُدرج في الورقة، وإما أن هناك فيضاً أو فقداً على طول السيور أو كومة تنمو دون أن ينتبه إليها أحد.

تظهر قيمة هذا الحساب في موضعين. قبل إنشاء المنشأة يمثل الأساس الوحيد الجدي لاختيار عرض السير وقدرة المحرك ومساحة التخزين. وفي منشأة قائمة يحسم الجدل حول موقع عنق الزجاجة، لأن الطاقة المفقودة لا تنشأ عادة في الكسارة نفسها بل في مسار ضيق يقع قبلها أو بعدها مباشرة.

تعريف المسارات

مسار التغذية

نقطة البداية هي التغذية الطازجة المارة عبر القادوس والمغذي. تُؤخذ هذه القيمة من عدد جولات القلابات أو من معدل التصريف المضبوط للمغذي. وتؤثر الرطوبة ونسبة الكتل كبيرة الحجم بعد التفجير في هذا المسار مباشرة: فالتغذية الرطبة الطينية تقلل طاقة الغربلة الأولية، ومن ثم تنقص حصة النافذ من الغربال الأولي.

النافذ والراجع

يقسم الغربال الرئيسي كل ما يصل إليه حسب فتحة الشبك. فما كان أدق من الفتحة ينتقل إلى مسارات المنتج، وما كان أخشن منها يعود إلى الكسارة لتكسير ثانٍ. هذا الراجع يرفع إجمالي الكمية التي تراها الكسارة فعلياً فوق قيمة التغذية الطازجة، ولهذا السبب تحديداً يكون اختيار الكسارة أو سير تغذيتها بالاعتماد على التغذية الطازجة وحدها خطأً.

مسار التخزين والتحميل

تشكل كل مقاس منتج كومته الخاصة. وإذا لم يُعالج التخزين كمسار مستقل فلن يعرف أحد كم طناً وكم متراً مكعباً يشغله الإنتاج الساعي في نهاية الوردية، ويفقد تخطيط اللودر والقلابات أساسه.

مثال محسوب عند 200 طن في الساعة

لنأخذ دائرة مغلقة بثلاث مقاسات. التغذية الطازجة 200 طن/ساعة، والمسار الراجع إلى الكسارة 60 طن/ساعة. بذلك يرى الغربال الرئيسي 260 طن/ساعة إجمالاً، بينما يجب أن تبقى الكمية الخارجة من الدائرة كمنتج 200 طن/ساعة. لنوزع المنتجات على 40 طن/ساعة للمقاس 0-5 مم، و60 طن/ساعة للمقاس 5-15 مم، و100 طن/ساعة للمقاس 15-25 مم؛ فيتساوى المجموع مع التغذية الطازجة ويقفل الاتزان.

في العمود الأخير اختير كل سير على أساس نحو 1.25 من الكمية التي يحملها. يستوعب هذا الهامش تقلبات معدل المغذي وفروق الرطوبة؛ أما اختيار السير على الكمية الاسمية بدقة فيعني الفيض عند أول دفعة مادة.

كيف تُخل كفاءة الغربلة بالاتزان؟

يفترض الجدول أعلاه أن الغربال يمرر كل الدقيق المعروض عليه، والواقع أن جزءاً منه يُجَر مع الراجع. تعبر كفاءة الغربلة عن نسبة المادة التي كان يجب أن تعبر الفتحة وعبرتها فعلاً: الدقيق النافذ مقسوماً على إجمالي الدقيق في التغذية. وعندما تنخفض الكفاءة يتضخم المسار الدائر، وتصرف الكسارة طاقة على مادة صارت دقيقة بما يكفي، وتنقص الكمية على سير المنتج. لذلك تنتمي فتحة الشبك وميل الطبقة ونوع النسيج إلى صميم اتزان الكتلة لا إلى بحث منفصل.

من الطن إلى المتر المكعب

تُقاس مساحة التخزين بالمتر المكعب لا بالطن. الكثافة الظاهرية السائبة للحجر المكسر تقع عموماً بين 1.5 و1.7 طن/م³؛ ومن ثم فإن 800 طن ينتجها مسار 15-25 مم في وردية من ثماني ساعات تشغل نحو 470 إلى 530 م³. ويُحسب حجم الكومة المخروطية من نصف قطر القاعدة والارتفاع، والارتفاع محدود بزاوية الميل الطبيعي للمادة. ويستقر الركام المكسر عادة بزاوية بين 35 و45 درجة، ولا يمكن إجبار المخروط على ما هو أحد من ذلك.

من الحساب إلى اختيار المعدات

بعد إعداد الجدول يصبح اختيار المعدات عملاً آلياً: كمية كل مسار تحدد عرض السير الذي يخدمه ومساحة الغربلة المطلوبة. وبهذه الورقة في اليد تظهر من تلقاء نفسها الطاقة اللازمة في كل مرحلة من تكوين محطة تكسير ثابتة. والمنطق نفسه ينطبق على التركيبات المتنقلة، حيث تقصر أطوال السيور ومسافات التخزين فقط. ولإطار أوسع تعالج مقالات هندسة التعدين الأرضية المجاورة.

ثلاثة أخطاء متكررة

الأول اختيار الكسارة على التغذية الطازجة: فهي في الدائرة المغلقة تعمل على جزء من تدفق 260 طن/ساعة لا 200. والثاني كتابة نسب النافذ انطلاقاً من طلب السوق بدل تدرج التغذية؛ فالتدرج هو ما يقود الحساب لا الطلب. والثالث إسقاط مسار التخزين ثم الاستغراب من امتلاء الساحة في نهاية الوردية.

أسئلة

لماذا لا يقفل الاتزان بدقة تامة؟

الدقيق المسحوب إلى نظام شفط الغبار، والمادة الملتصقة والمفقودة على طول السيور، وفقد الرطوبة، كلها مسارات صغيرة لكنها حقيقية. الانحراف بنسبة نقاط قليلة أمر طبيعي؛ أما عشرة في المئة فتشير إلى خطأ قياس أو مسار لم يُدوَّن قط.

ما القياسات الكافية؟

معدل المغذي، وقراءة ميزان سير على كل سير منتج، وتحليل غربلي واحد مأخوذ من تغذية الغربال. بدون هذه الثلاثة يبقى الجدول قائماً على التخمين.