Najefikasnija postrojenja za drobljenje tvrdih stena i rudnika: poređenje čeljusne i udarne drobilice

Na kamenolomu ili u rudniku ne postoji „najefikasnija drobilica“ sama po sebi – postoji odgovarajuća i neodgovarajuća. Ista udarna drobilica koja u krečnjaku daje jeftin, kubičan agregat može u bazaltu da istroši udarne letve za nekoliko smena. U ovom tekstu poredimo čeljusne i udarne drobilice za tvrde, abrazivne stene (bazalt, granit, kvarcit, ruda gvožđa i hroma) i za meke do srednje tvrde stene (krečnjak, dolomit) prema habajućim delovima, otvoru za punjenje, kapacitetu i obliku zrna – na osnovu tabela modela kompanije General Makina. Opšte kriterijume izbora tipa obradili smo u tekstu Udarna ili čeljusna? Kriterijumi za izbor tipa drobilice; ovde je fokus na pravom spoju mašine i materijala.

„Najefikasniju“ drobilicu određuje materijal, ne katalog

Efikasnost se meri troškom habanja po toni, brojem faza drobljenja do ciljne frakcije i time da li proizvod ispunjava specifikaciju. Sve tri veličine zavise od abrazivnosti stene. Prag koji se koristi na stranicama proizvoda General Makina daje praktičnu granicu: materijal sa više od 10 % silicijum-dioksida ili sa Bondovim indeksom abrazivnosti (Ai) iznad 0,15 smatra se abrazivnim. Orijentacione vrednosti navedene na tim stranicama jasno pokazuju razliku: krečnjak oko Ai 0,001–0,03, bazalt oko 0,20, granit oko 0,55. Granit je, dakle, višestruko abrazivniji od krečnjaka, i isti princip drobljenja ne može se u oba ponašati jednako.

Zato je prvi korak da se uzorak sa lokacije pošalje na analizu sadržaja silicijum-dioksida i, ako je moguće, indeksa abrazivnosti. Ako se kvalitet menja duž čela kopa, postrojenje se dimenzioniše prema najnepovoljnijoj zoni – i nju će morati da drobi.

Habajući delovi: čeljusti i udarne letve ne troše se na isti način

U čeljusnoj drobilici stena se sabija između nepokretne čeljusti i pokretne čeljusti koju pokreće ekscentrično vratilo. Kod serije GNRK čeljusne ploče su od austenitnog manganskog čelika (Mn13/Mn18). Ovaj čelik se pod udarom i pritiskom površinski otvrdnjava: površina postaje tvrđa dok drobi tvrdu stenu, a jezgro ostaje žilavo. Zato čeljusna drobilica u tvrdom kamenu čuva vek metala.

U udarnoj drobilici udarne letve rotora koji se brzo okreće udaraju u kamen i bacaju ga na prednje i zadnje odbojne ploče. Habanje je koncentrisano na ivicama, a svaki udar skida metal sa letve. Prema stranici GNR PDK, za čisto, abrazivno punjenje koriste se letve od visokohromnog belog liva (oko 700–800 HB); u reciklaži betona, zbog rizika od gvožđa, prednost imaju žilavije manganske ili martenzitne letve; pri vrlo visokom sadržaju silicijum-dioksida opcija su kompozitne letve sa keramičkim umecima. Ista stranica jasno navodi da granit, bazalt, kvarcit i rečni šljunak iznad praga mogu da potroše letve za nekoliko sati i da je za ove stene bolja kombinacija čeljusna + konusna.

Praktična posledica: u krečnjaku pravilna legura letvi određuje trošak po toni udarne drobilice. U bazaltu izbor legure ne rešava problem – mora se promeniti princip drobljenja.

Uporedo: tabele modela GNRK, GPS, GNR PDK i GNR DMK

Tabela ispod prikazuje samo opsege objavljene na stranicama proizvoda četiri serije. Vrednosti se odnose na najmanji i najveći model u seriji; za međumodele pogledajte odgovarajuću stranicu proizvoda.

Prva pouka iz tabele: sam kapacitet ne može da odluči. Opseg GNR PDK03 od 500–900 t/h premašuje 500–600 t/h modela GNRK 140, ali ta razlika vredi samo ako materijal iz poslednje kolone odgovara. U kamenolomu granita veći učinak PDK03 nestaje u satima zastoja za zamenu letvi. Druga tačka: kod čeljusne serije vrednost punjenja je otvor (širina × dubina), a kod udarnih serija najveći prihvaćeni komad. Pre direktnog poređenja jedno treba preračunati u drugo.

Otvor za punjenje i kapacitet: izbor unazad od najvećeg bloka

Prema stranici GNRK, najveći blok koji čeljusna drobilica prima iznosi oko 0,8–0,9 širine otvora. Preveliki blokovi prave svod, dodavač staje, a nominalni kapacitet ostaje na papiru.

Hipotetički primer: pretpostavimo da su najveći blokovi koje bager istovara u bunker u kamenolomu granita veličine 750 mm. GNRK 90 ima otvor širine 900 mm; uz faktor 0,8–0,9 prihvatljiv blok je 720–810 mm. Blok od 750 mm ulazi u taj opseg, ali blizu donje granice – u danima lošeg miniranja treba očekivati svođenje. Otvor od 1100 mm kod GNRK 110 po istom računu daje 880–990 mm i ostavlja rezervu. Odluka, dakle, ne zavisi samo od potrebne tonaže nego i od toga koliko je miniranje ujednačeno.

Na velikim lokacijama tvrde stene i rude, GNRK 130 (1300×1000 mm, 160 kW, 400–500 t/h) i GNRK 140 (1400×1100 mm, 200 kW, 500–600 t/h) primaju krupnu rovnu masu u jednoj fazi. U krečnjaku se problem velikih blokova rešava na udarnoj strani: GNR PDK03 prima punjenje do 1300 mm i, prema stranici proizvoda, u krečnjaku postiže stepen usitnjavanja do 20:1 u jednoj fazi. Tipičan stepen usitnjavanja čeljusne drobilice je 4:1–9:1. Odatle potiče sposobnost primarne udarne drobilice da u krečnjaku smanji broj faza.

Oblik zrna: u kojoj fazi se dobija kubičnost?

Specifikacije za beton i asfalt ograničavaju pljosnata i izdužena zrna. Udarna drobilica cepa kamen duž prirodnih ravni loma i zato daje kubičan proizvod; stranica GNR DMK ističe kvalitet oblika zrna sekundarne udarne drobilice, ali navodi i da ona može dati nešto pljosnatije zrno od drobilice sa vertikalnim vratilom i da dodatna VSI faza povećava kubičnost.

U tvrdoj steni kubičnost se dobija konusnom, a ne udarnom drobilicom. U General konusnoj drobilici materijal se više puta gnječi između ekscentrično rotirajuće glave i oklopa plašta dok ne prođe kroz podešeni zazor. Ovo višesmerno sabijanje daje kubičan proizvod uz nizak trošak habajućih delova u abrazivnoj steni; hidrauličko podešavanje CSS upravlja veličinom proizvoda, a zaštita hidrauličkim cilindrima rešava iznenadna zaglavljivanja. Stranica proizvoda za sekundarnu fazu navodi red veličine od 50–250 mm punjenja i 0–60 mm proizvoda; kapacitet i snaga po modelu daju se za konkretan projekat.

Referentna konfiguracija za tvrdu stenu: čeljusna primarna + konusna sekundarna

Primena ovog pristupa na terenu je mobilno postrojenje za drobljenje i prosejavanje General 944: čeljusna drobilica GPJ 90 u primarnoj i konusna GM430 u sekundarnoj fazi rade na istom postrojenju na točkovima. Prima punjenje od 800 mm i daje 120-180 t/h; horizontalno sito sa tri etaže 1600×5000 mm deli proizvod na frakcije 0-5, 5-12 i 12-19 mm, a energiju daje generator od 550 kVA. Stranica proizvoda ga pozicionira za bazalt, granit, rudu gvožđa, hrom i kvarc i naglašava da je konusna sekundarna faza glavna razlika u odnosu na General 950, koji isti primarni agregat kombinuje sa udarnom sekundarnom drobilicom (DMK01). Za srednje tvrdu stenu sa silicijum-dioksidom blizu praga može se razmotriti šema sa udarnom sekundarnom fazom kao kod 950; kod kamena jasno iznad praga konusna sekundarna drobilica drži potrošnju metala pod kontrolom.

Referentna konfiguracija za meku do srednje tvrdu stenu: potpuno udarni lanac

U krečnjaku i dolomitu udarna drobilica daje i usitnjavanje i oblik zrna. Kada je cilj visok kapacitet, primarna udarna drobilica GNR PDK kombinuje se sa sekundarnom GNR DMK; DMK01 daje 120–180 t/h uz 160 kW, DMK05 250–500 t/h uz 500 kW, a tipičan stepen usitnjavanja sekundarne udarne drobilice je oko 10:1. Na linijama srednje veličine gde se želi manje faza, serija GPS obavlja primarno i sekundarno drobljenje u jednom kućištu; na primer, GPS-1415 uz punjenje od 1000 mm daje 150–400 t/h. Jedno kućište znači jedan set habajućih delova i jedan motor; takav pristup se isplati samo u neabrazivnom kamenu.

Kontrolna lista za spajanje mašine i materijala

1. Analiza uzorka: da li silicijum-dioksid prelazi 10 % ili Ai prelazi 0,15? Ako da, polazi se od čeljusne primarne i konusne sekundarne drobilice.
2. Najveći blok: da li izmereni blok staje u 0,8–0,9 širine otvora čeljusne drobilice i da li je ispod maksimalnog punjenja navedenog na stranici udarne drobilice?
3. Glina i vlaga: vlažno, lepljivo, glinovito punjenje zapušava komoru čeljusne drobilice; predvideti predprosejavanje ili pranje.
4. Rizik od gvožđa: na lokacijama reciklaže ili rude sa stranim metalom potvrditi leguru letvi (žilav manganski ili martenzitni čelik) i zaštitu konusne drobilice od preopterećenja.
5. Specifikacija: ako beton ili asfalt traže kubičnost, poslednja faza mora biti konusna (tvrda stena) ili udarna/VSI drobilica (meka stena).
6. Lanac kapaciteta: primarna, sekundarna faza i sito dimenzionišu se za istu tonažu; najuža faza određuje kapacitet cele linije.
7. Budžet habanja: porediti trošak habajućih delova po proizvedenoj toni, a ne po mašini.

Kako se ova lista primenjuje na terenu, pokazuje naš tekst Izbor postrojenja za drobljenje i prosejavanje bazalta.

Česta pitanja

Može li se primarna udarna drobilica koristiti za bazalt ili granit?

Mehanički će ih izdrobiti, ali naše stranice proizvoda ne preporučuju takvu upotrebu. Bazalt ima Ai oko 0,20, granit oko 0,55 – oba su iznad praga od 0,15, a potrošnja letvi podiže trošak po toni iznad troška kombinacije čeljusna + konusna.

Da li je čeljusna primarna drobilica pogrešan izbor za krečnjak?

Nije. Čeljusna drobilica serije GNRK bez problema drobi i krečnjak, a uz predprosejavanje je siguran početak kod glinovitog, prljavog punjenja. Cena toga je da se za kubičan proizvod mora dodati udarna sekundarna drobilica; u čistom krečnjaku primarna udarna drobilica isti posao obavlja sa manje faza.

Koja se konfiguracija preporučuje za drobljenje rude?

Za abrazivne rude kao što su gvožđe, hrom i kvarc uobičajena polazna tačka su čeljusna primarna i konusna drobilica u sekundarnoj fazi. Model konusne drobilice bira se za konkretan projekat prema veličini punjenja, ciljnom proizvodu i tonaži; zato ponudu treba tražiti uz podatke o uzorku i ciljne frakcije.

Koji faktori određuju cenu u ponudi?

Glavni faktori su model drobilice i broj faza, broj etaža sita, mobilna ili stacionarna izvedba, generator ili priključak na mrežu i legura habajućih delova. Cena data pre razjašnjene analize materijala je cena pogrešne konfiguracije.

Zaključak: pravi spoj je najefikasnije postrojenje

U tvrdoj, abrazivnoj steni i rudi čeljusna primarna sa konusnom sekundarnom drobilicom drži potrošnju metala pod kontrolom i daje kubičan proizvod. U krečnjaku i dolomitu primarna udarna drobilica ili rešenje sa jednim kućištem kao što je GPS daje visok stepen usitnjavanja i dobar oblik zrna uz manje faza. General Makina proizvodi drobilična postrojenja od 1976. godine; pravu konfiguraciju pripremamo na osnovu vaše analize uzorka, veličine najvećeg bloka i ciljnih frakcija, a sve naše mašine imaju garanciju od 1 godine. Pošaljite nam podatke o materijalu i zatražite ponudu.