Kreislaufbelastung geschlossener Brechkreislauf richtig rechnen

Wenn eine Anlage 200 t/h Fertigprodukt liefert, ist die Annahme, der Sekundär- oder Tertiärbrecher werde mit 200 t/h beschickt, weit verbreitet und teuer. Im geschlossenen Kreislauf geht das Siebüberkorn zurück in den Brecher, der damit Frischaufgabe und Rückgut gemeinsam zerkleinert. Die Kreislaufbelastung geschlossener Brechkreislauf beschreibt genau dieses Rückgut im Verhältnis zur Frischaufgabe und bestimmt Maschinengröße, installierte Leistung, Gurtbreite und Verschleißteilverbrauch.

Die Massenbilanz passt in eine Gleichung

Im Beharrungszustand verlässt so viel Fertiggut die Anlage, wie Frischaufgabe eintritt. Sei x der Anteil des Brecheraustrags oberhalb des Trennschnitts und E der Wirkungsgrad, mit dem das Sieb Unterkorn abtrennt. Die Gesamtaufgabe T zum Brecher beträgt, bezogen auf die Frischaufgabe, T = 1 / [E × (1 − x)]; die Kreislaufbelastung ist dieser Faktor minus eins. Für x = 0,40 und E = 0,90 sieht der Brecher das 1,85-Fache der Frischaufgabe, also 85 Prozent Kreislaufbelastung. Bei 200 t/h Anlagenleistung sind das 370 t/h durch den Brechraum.

Kreislaufbelastung geschlossener Brechkreislauf in Zahlen

Zwischen den beiden Extremen der Tabelle liegt mehr als der Faktor zwei. Bei gleicher Frischaufgabe verlangt der eine Fall das 1,25-Fache, der andere das 2,50-Fache an Maschinenkapazität. Wer die Nennleistung des Brechers in einer geschlossenen Stufe mit der Anlagenleistung gleichsetzt, füllt das Sieb und würgt den Brechraum bereits in der ersten Schicht ab.

Warum die Siebeffizienz das Ergebnis verzerrt

Sinkt der Wirkungsgrad, bleibt Feingut auf dem Belag liegen, das eigentlich Fertigprodukt wäre, und wandert zurück in den Brecher. Diese Menge wird ein zweites Mal zerkleinert: verschenkte Energie und verschenkte Standzeit. Die Zeilen mit x = 0,30 zeigen es deutlich. Fällt der Wirkungsgrad von 1,00 auf 0,90, steigt die Kreislaufbelastung von 43 auf 59 Prozent. Ursachen sind verstopfte Maschen, zu hohes Gutbett, falscher Neigungswinkel und ausgeschlagene Belagsöffnungen. Den Brecher zu vergrößern, bevor diese vier Punkte geklärt sind, löst das Problem am teuersten Ende.

Derselbe Fehler bei Gurten und Antrieben

Die Kreislaufbelastung betrifft nicht nur den Brecher. Rückführgurt, Siebaufgabegurt und Siebfläche skalieren mit demselben Faktor. Bei 100 Prozent Kreislaufbelastung klassiert das Sieb die doppelte Anlagentonnage. Ein nach Produktmenge ausgelegter Rückführgurt wird zum Engpass, obwohl der Brecher noch Reserve hätte. Antriebsseitig zählt nicht die mittlere Leistung, sondern die Spitze: Rückgut ist in der Regel härter und kubischer als Frischaufgabe, weil die leicht brechenden Körner bereits im ersten Durchgang ins Produkt gegangen sind.

Messen statt schätzen

Drei Probenahmestellen genügen: Brecheraustrag, Siebdurchgang und Rückgut. Vergleicht man in allen drei Strömen den Durchgang durch dieselbe Maschenweite, ergibt sich die Kreislaufbelastung unmittelbar. Proben werden bei stehendem Gurt über den vollen Querschnitt entnommen; eine Schaufel vom laufenden Band bildet Grobkorn über und verfälscht das Ergebnis. Wiederholt man die Messung zu Schichtbeginn und direkt nach einem Belagswechsel, wird sichtbar, wie schnell die Effizienz nachlässt.

Kosten bei Energie und Verschleiß

Mit steigender Kreislaufbelastung wächst der Energieeinsatz je Tonne Fertiggut, weil dieselben Körner den Brechraum mehrfach durchlaufen. Der Verschleißteilverbrauch folgt derselben Logik: Mantel, Hammer oder Schlagleiste verschleißen nach der durch den Brecher geförderten Tonnage, nicht nach der Anlagentonnage. Bei 100 Prozent Kreislaufbelastung halbiert sich die Standzeit gegenüber offenem Kreislauf annähernd. Einige Prozentpunkte mehr Siebeffizienz amortisieren sich deshalb meist schneller als eine neue Maschine.

Auswirkung auf die Maschinenauswahl

In einer geschlossenen Stufe wird der Brecher nach der berechneten Gesamtaufgabe ausgelegt, nicht nach der Frischaufgabe, zuzüglich Reserve für Aufgabeschwankungen. Wo kubisches Korn das Ziel ist, arbeitet ein Tertiärbrecher üblicherweise mit hoher Kreislaufbelastung; die scheinbare Überdimensionierung ist damit Teil der Auslegung. Die von Gesteinsart und Zielkurve abhängigen Kreislaufentscheidungen sind unter Bergbautechnik weiter ausgeführt.

Häufige Rückfragen

Gibt es einen idealen Wert?

Einen allgemeingültigen Wert gibt es nicht; Zielkurve und verfügbare Siebfläche entscheiden. Liegt die Belastung deutlich über der Erwartung, prüft man zuerst die Siebeffizienz und danach den Brecherspalt.

Senkt ein größerer Spalt die Belastung?

Ein größerer Spalt erhöht den Überkornanteil und damit die Belastung; ein engerer Spalt senkt sie, steigert aber Leistungsaufnahme und Verschleiß. Entschieden wird nach der Kornverteilung.

Löst offener Kreislauf das Problem?

Er beseitigt die Rückführung, gibt aber die Kontrolle über das Größtkorn auf. Wo die Spezifikation ein Größtkorn vorschreibt, ist der geschlossene Kreislauf unumgänglich.

Schicken Sie uns Ihre Siebanalyse und die Zielkurve; wir ermitteln die Kreislaufbelastung Ihres Kreislaufs und gehen die Kapazitätsbilanz Stufe für Stufe mit Ihnen durch.