Машины для дробления и измельчения по технико-конструктивным признакам и основному методу дробления, осуществляемого в них, подразделяют на пять классов: дробилки щековые, конусные, валковые, ударно-молотковые роторные, барабанные мельницы (рис. 7.2.5).
Рис. 7.2.5. Классификация дробильно-размольного оборудования:
а) щековая дробилка; б) конусная дробилка, в) валковая дробилка; г) молотковая дробилка; д) шаровая (стержневая) мельница: 1 - подвижная плита; 2 - неподвижная плита; 3 - подвижный конус; 4 - неподвижный конус; 5,6 - валки; 7 - молотки; 8 - ротор; 9 - металлические шары (стержни); 10 - вращающийся барабан
В щековых дробилках дробление камня производится раздавливанием, а в некоторых конструкциях частично и истиранием между дробящими плитами, подвижной и неподвижной щек.
Эффективность дробящих машин оценивают расходом энергии на дробление и выражают в тоннах дробленого продукта на 1 кВт/ч израсходованной энергии. Удельный расход энергии
Зуд = Q / E, (7.2.4)
где Q - производительность дробильной машины;
Е - энергия, затраченная на дробление, кВт·ч.
Щековые дробилки служат для измельчения пород средней и большой твердости и в зависимости от размеров приемного отверстия (160 ´250...2100 ´2500 мм) применяются как на первой, так и на последующих стадиях дробления. Производительность их при дроблении пород средней твердости достигает 300 м3/ч.
Конусные дробилки служат для измельчения каменных материалов средней и большой твердости и предназначены для крупного и мелкого дробления. Процесс дробления в них в отличии от щековых дробилок происходит непрерывно. Отечественные дробилки имеют ширину загрузочного кольцевого отверстия 300...1500 мм и нижний диаметр внутреннего дробящего конуса 600...2100 мм. Максимальная крупность загружаемых в дробилку камней не должна превышать 75...80 % ширины загрузочного отверстия.
Валковые дробилки служат для измельчения мягких пород, а также для вторичного дробления каменных материалов средней и большой твердости. Производительность их колеблется от 8... 10 до 80... 100 м3/ч. Отечественная промышленность выпускает валковые дробилки с гладкими и рифлеными валками диаметром 400...1500 мм и длиной, составляющей 40...100 % их диаметра.
В молотковых дробилках камень измельчается силой ударов, наносимых молотками. Они служат для дробления известняков и хрупких каменных материалов с прочностью на сжатие до 150 МПа. Производительность их колеблется от 40 до 400 м3/ч. Дробилки изготавливают с загрузочным отверстием шириной до 1400 мм, что позволяет загружать камни крупностью до 1100 мм.
Технические характеристики дробилок и агрегатов дробильно-сортировочных установок (ДСУ) приведенные в табл. 7.2.1 и 7.2.2
Таблица 7.2.1
Техническая характеристика дробилок
| Модель | Типоразмер | Размер куска исходного материала, наибольший, мм | Ширина разгрузочной щели, мм | Производительность, м3/ч | Мощность двигателя основного привода, КВт | Масса, т |
| Дробление горных пород с пределом прочности до 300 МПа 1. Дробилки щековые | ||||||
| ДРО-572 | ШДС-1,6 ´ 6 | 17...45 | 5...14 | 5,6 | ||
| ДРО-549 | ШДС-1,6 ´ 9 | 17...45 | 7...20 | 6,6 | ||
| СМД-108А | ШДС-2,5 ´ 9 | 25...60 | 15...31 | 8,4 | ||
| ДРО-603 | ШДС-4 ´ 6 | 40...90 | 13...30 | 7,5 | ||
| СМД - 109 А | ШДС-4 ´ 6 | 40...90 | 23...53 | 10,8 | ||
| СМД-110А | ШДС-6 ´ 9 | 75...130 | 58...104 | 18,5 | ||
| ДРО-529 | ШДС-7,5 ´ 9 | 160...200 | 90...160 | 21,0 | ||
| ДРО-609 | ШДС-8 ´ 10 | 120...200 | 80...140 | 27,5 | ||
| 2. Дробилки конусные | ||||||
| ДРО-592 | КСД-600 | 12...35 | 19...40 | 3.0 | ||
| СМД-102А | КСД-900 | 15...40 | 46...88 | 11,6 | ||
| СМД-102А-Т | КСД - 900Т | 10...25 | 28...55 | 11,6 | ||
| ДРО-658 | КСД - 120 T | 10...25 | 63...130 | 21,0 | ||
| Дробление известняка, доломита и других аналогичных материалов Дробилки роторные | ||||||
| ДРО-542 | ДРС-6 ´ 8 | 10...60 | 3,2 | |||
| СМД - 85А | ДРК-8 ´ 6 | 16...160 | 6,0 | |||
| СМД-75А | ДРС-10 ´ 10 | 16...200 | 10,0 | |||
| СМД-86А | ДРК-12 ´ 10 | 25...250 | 15,0 | |||
| Дробилка роторная-гранулятор Получение кубовидного щебня из горных пород с пределом прочности при сжатии до 200 МПа | ||||||
| ДРО-542 | ДРГ10 ´ 10 | 0...90 | 11,0 | |||
| Дробилки молотковые* | ||||||
| ДРО-629 | M 10 ´ 8 | 5,5 | ||||
| ДРО-577 | М-13 ´ 16В | 11,0 | ||||
| Дробилка двухроторная | ||||||
| СМД-500 | М 8 ´ 6 | 75 ´ 2 | 5,8 |
*Производительность, т/ч
Таблица 7.2.2
Техническая характеристика агрегатов дробильно-сортировочных установок (ДСУ)
| Модель агрегата | Размер куска исходного материала, мм | Производительность*, м3/ч | Мощность электроприводов, кВт | Масса, т | Оборудование в составе агрегата | |
| передвижная ДСУ (ПДСУ) | транспортируемая ДСУ (ТДСУ) | |||||
| Агрегаты крупного дробления | ||||||
| СМД-133 | СДМ-510 | Щековая дробилка СМД-110А | ||||
| ДРО-618 | ДРО-647 | 28,8 23,0 | Щековая дробилка ДРО-529 | |||
| ДРО-646 | Роторная дробилка СМД-86А | |||||
| Агрегаты среднего дробления | ||||||
| СМД-186 | СМД-521 | 24,0 23,0 | Пластинчатый питатель, щековая дробилка СМД-109 A | |||
| СМД-186-30 | ДРО-610 | 24,6 24,0 | Вибрационный питатель, щековая дробилка СМД-109А | |||
| СМД-131А | СМД-511 | 22,5 | Щековая дробилка СМД-108А - 2 шт. | |||
| СМД-511 | Роторная дробилка СМД-120А-Т | |||||
| Агрегаты мелкого дробления | ||||||
| СМД - 134А | СМД-572 | Конусная дробилка СМД-120А-Т | ||||
| Агрегаты дробления и сортировки | ||||||
| СМД - 187 | СМД-522 | 40,5 | 14,5 12,5 | Конусная дробилка ДРО-592, грохот СМ-742 | ||
| СМД-530 | СМД-531 | 58,5 50,5 | 14,0 12,5 | Роторная дробилка ДРО-542, грохот СМ-742 | ||
| ДРО-573 | ДРО-581 | 50,5 42,5 | 16,0 14,5 | Щековая дробилка ДРО-542, грохот СМ-742 | ||
| Агрегаты грануляции | ||||||
| ДРО-630 | 16,0 | Роторный гранулятор |
*Производительность в составе ДСУ при выдаче продукта крупностью до 40 мм
Для помола каменных материалов и получения из них минерального порошка применяют шаровые (стержневые) мельницы. Измельчение материала достигается истиранием, раздавливанием и частично ударами металлических шаров (стержней), загружаемых вместе с измельчаемым материалом внутрь вращающегося барабана.
В процессе переработки материал необходимо разделить на классы крупности. Оборудование для этой цели основано на механическом или гидравлическом принципах действия. Для механического разделения на фракции каменных материалов применяют сортировочные машины-грохоты с просеивающей поверхностью в виде колосников, решет, сит (рис. 7.2.6)
Рис. 7.2.6. Просеивающие поверхности грохота
а - колосники; б - решето; в - сито
Грохоты разделяются на плоские и барабанные. Последние на цилиндрические и конические. Грохоты могут иметь одну, две или более просеивающих поверхностей. Наиболее часто в грохотах устанавливают три просеивающие поверхности. Плоские грохоты могут быть неподвижными и подвижными. К неподвижным относят колосниковые решетки, перекрывающее бункера, а также колосники, установленные перед дробилками. Колосниковые решетки располагают горизонтально или с углом наклона до 18° для отделения крупных включений и с углом наклона 45...55° для отделения мелких включений.
Подвижные плоские грохоты делятся на колосниковые качающиеся с возвратно-поступающим движением, эксцентриковые качающиеся, инерционные. Качающиеся грохоты обеспечивают сортирование материала путем перемещения его по ситу. Эти грохоты широко применяются для просеивания песка. Эксцентриковые грохоты также являются качающимися, но характер движения их подвижной рамы круговой. Инерционные грохоты обеспечивают сортирование материала в результате вибрации, возникающей под действием сил инерции вращающихся неуравновешенных масс. Техническая характеристика грохотов и агрегатов сортировки приведены в табл. 7.2.3 и 7.2.4.
Таблица 7.2.3
Сортировка сыпучих и кусковых материалов
| Модель грохота | Размеры просеивающей поверхности, м | Число ярусов сит | Угол наклона, град | Размер куска исходного материала наибольший, мм | Размер ячеек сит (ширина между колосниками), мм | Мощность двигателя привода, КВт | Масса, т |
| Инерционные | |||||||
| СМД - 148 СМД-148-10 | 1,5 ´ 4,25 | 12...18 | 40 ´ 40;70 ´ 70 5 ´ 20; 20 ´ 20 | 4,0 | |||
| ДРО-598 | 1,5 ´ 4,3 | 12...18 | 40 ´ 40;70 ´ 70 10 ´ 10;20 ´ 20 | 5,1 | |||
| ДРО-598-10 | 1,5 ´ 4,3 | 12...18 | 5 ´ 20; 10 ´ 10 | 5,1 | |||
| ДРО-607 | 1,5 ´ 4,0 | 12...18 | 5 ´ 20; 10 ´ 10; 20 ´ 20 | 4,2 | |||
| ГИС-52 | 1,75 ´ 5,0 | 12...18 | 5 ´ 5; 10 ´ 10; 20 ´ 20 | 5.0 | |||
| ГИС-53 | 1,75 ´ 5,0 | 12...18 | 5 ´ 5; 10 ´ 10; 20 ´ 20 | 5,5 | |||
| Самобалансные (эксцентриковые) | |||||||
| ИТБР-017 | 1,0 ´ 3,0 | - | 5 ´ 5 и 20 ´ 20 | 2 ´ 2,2 = 4,4 | 1,1 | ||
| СМ-742 | 1,25 ´ 3,0 | - | 5 ´ 20; 20 ´ 20; 40 ´ 40 | 5,5 | 2,0 | ||
| Колосниковые | |||||||
| ДРО-575 | 0,9 ´ 1,65 | 5,5 | 1,7 | ||||
| ДРО-633 | 1,5 ´ 3,0 | 50...250 | 4,9 |
Таблица 7.2.4
Техническая характеристика агрегатов сортировки
| Модель агрегата | Размер просеивающей поверхности, мм | Число ярусов | Размер куска исходного материала, наибольший, мм | Мощность двигателя привода, КВт | Масса, т | Оборудование в составе агрегата | |
| передвижная ПДСУ | транспортируемая ТДСУ | ||||||
| СМД-174 А | СМД-513 | 1500 ´ 4250 | II | Грохот СМД-148 (ячейки сит 40 ´ 40; 70 ´ 70 мм) | |||
| СМД-174А-10 | СМД-513-10 | 1500 ´ 4250 | Грохот СМД-148-10 (ячейки сит 5 ´ 20; 10 ´ 10; 20 ´ 20 мм) | ||||
| ДРО-602 | 1500 ´ 4000 | 12,4 | Грохот ДРО-607 (ячейки сит 5 ´ 20; 10 ´ 10; 20 ´ x20 мм) | ||||
| ДРО-624 | 1500 ´ 4300 | Грохот ДРО-598 (ячейки сит 10 ´ 10; 20 ´ 20; 40 ´ 40; 70 ´ 70 мм) | |||||
| ДРО-624-10 | 1500 ´ 4300 | Грохот ДРО-598-10 (ячейки сит 5 ´ 20; 10 ´ 10 мм) | |||||
| ДРО-656 | 1250 ´ 3000 | до 100 | 5,5 | Грохот СМ-742 (ячейки сит 5 ´ 20; 20 ´ 20; 40 ´ 40 мм) | |||
| ДРО-654 | 1500 ´ 3000 | Грохот ДРО-633 (ширина между колосьями 50...250) |
Размеры ячеек сит могут быть изменены.
Добываемые в карьерах гравий и песок часто содержат органические и неорганические примеси, когда загрязненность таких материалов незначительна и содержащиеся в них примеси легко отделить, промывку производят в процессе сортирования на грохотах. При большом содержании примесей и тогда, когда их трудно отделить, применяют моечные машины.
В зависимости от назначения различают сортировку подготовительную, классификационную, контрольную и избирательную.
Подготовительная сортировка - удаление на данной стадии из поступающего в дробилку материала тех размеров, которые не дробятся.
Подготовительная сортировка уменьшает нагрузку на дробилки и значительно повышает эффективность их работы.
Классификационная сортировка - разделение щебня (гравия) на товарные сорта, направляемые непосредственно потребителям. Данная сортировка должна обеспечивать получение продукции, соответствующей стандарту.
Контрольную сортировку применяют перед отгрузкой щебня (гравия), долго хранящегося на открытых складах.
Избирательная сортировка позволяет выбрать из потока компонент, отличающийся от основного материала по физическим или механическим свойствам. К этому виду сортировки относят выделение глины на грохотах. Комки глины, прошедшие дробилку, расплющиваются, принимая форму лепешки, по размеру, значительно превышающему наибольший размер камня в продукте дробления. Поэтому, при сортировке на ситах с ячейками, превышающими наибольший размер кусков, продукты дробления проваливаются, а лепешки глины сползают по ситу.
При перемещении на поверхности грохота материал разделяется по крупности. Куски (зерна), которые превышают размер отверстий грохота, остаются на его поверхности, их называют надрешетным продуктом (верхним классом), зерна, прошедшие отверстия сит, представляют собой подрешетный продукт (нижний класс).
Верхний класс обозначают знаком плюс, а нижний класс - знаком минус. Если исходный материал разделяют на сите с отверстием 20 мм, то верхний класс обозначают +20, нижний - 20, т.е. одна поверхность грохочения разделяет исходный материал на два класса. Если материал, подлежащий сортировке, будет последовательно проходить все поверхности грохочения, то в результате получится n+1 классов (n - число сит грохота). Поскольку материал на сите находится непродолжительное время, то не все зерна, меньше размера отверстий, проходят через эти отверстия. Поэтому верхний класс оказывается засоренным зернами нижнего класса. Отношение количества материала, прошедшего сита, к количеству материала данной крупности, содержащегося в исходном продукте, называют эффективностью грохочения
Эг = [ Q - qo (100 - Q)/ Q ]·100, (7.2.5)
где Q - содержание зерен нижнего класса в исходном материале;
qo - относительное содержание зерен нижнего класса, оставшихся после сортировки в верхнем классе.
Часовую выработку виброгрохота определяют по формуле
П = B · F · K 1· K 2· K 3· K 4, (7.2.6)
где B - выработка грохота для определенного размера отверстий сит, м3/м2;
F - площадь грохочения, м2;
K 1 - коэффициент, учитывающий угол наклона грохота (для горизонтального грохота с направленными колебаниями K 1 = 1);
K 2 - коэффициент, учитывающий содержание нижнего класса в исходном материале;
K 3 - коэффициент, учитывающий содержание в нижнем классе зерен меньше половины отверстия сита;
K 4 - коэффициент, учитывающий возможную неравномерность питания и зернового состава материала, форму зерен и тип грохота.