Дробильное оборудование – это специализированные промышленные машины, предназначенные для механического разрушения кусков твердых материалов. Цель этого процесса – уменьшение их размера для дальнейшей переработки, транспортировки или использования. Такие установки применяются в горнодобывающей промышленности, строительстве, металлургии и других отраслях, где требуется измельчение руд, полезных ископаемых, горных пород вроде базальта, гранита, а также строительных отходов. Выбирая конкретный тип дробилки, опираются на свойства исходного сырья, требуемую степень измельчения и производительность.
Классификация дробильного оборудования
В промышленности применяется разнообразие конструкций дробильных агрегатов. Чаще всего их классифицируют по принципу действия рабочего органа, который непосредственно воздействует на материал. Рассмотрим основные типы дробилок, их конструктивные особенности и области использования.
Щековые
Этот тип относится к машинам, работающим по принципу раздавливания. Исходное сырье попадает в рабочее пространство клиновидной формы, образованное двумя дробящими плитами – щеками. Одна щека обычно неподвижная, а вторая совершает качательное движение, приближаясь и удаляясь от неподвижной. При сближении щек куски материала раздавливаются, а при расхождении – измельченный продукт выпадает вниз через разгрузочную щель. Щековые дробилки характеризуются простотой конструкции и надежностью, они способны перерабатывать очень крупные куски твердых и абразивных пород. Их обычно используют на первой стадии дробления в карьерах и на рудниках для подготовки горной массы к дальнейшему измельчению.
Конусные
В них тоже используется принцип раздавливания, но у них рабочий орган устроен иначе. Материал измельчается в пространстве между неподвижной конической чашей и подвижным дробящим конусом, который совершает круговое качание (гирационное) внутри чаши. За счет этого движения происходит непрерывное дробление материала по всему периметру рабочей зоны. Конусные дробилки применяются преимущественно для вторичного и третичного дробления руд черных и цветных металлов, нерудных материалов средней и высокой твердости. Они создают продукт более однородной кубовидной формы по сравнению с щековыми агрегатами, что ценно при производстве щебня. За счет регулировки размера выходной щели можно настраивать фракцию конечного продукта.
Валковые
Эта группа объединяет машины, где измельчение происходит путем затягивания и раздавливания кусков сырья между вращающимися валками. В зависимости от конструкции и количества валков выделяют несколько подтипов дробилок:
- Одновалковые. Имеют один вращающийся валок с рифленой или зубчатой поверхностью и неподвижную дробящую плиту. Материал измельчается в зазоре между валком и плитой. Пригодны для дробления мягких и среднетвердых материалов, склонных к налипанию, например, глины, мела, угля.
- Двухвалковые. Оснащены двумя параллельными валками, вращающимися навстречу друг другу. Они бывают гладкими, рифлеными или зубчатыми. Сырье затягивается в зазор между ними и раздавливается. Эти агрегаты подходят для дробления материалов средней твердости и хрупких пород (уголь, соль, гипс, известняк). Они создают относительно немного мелких фракций.
- Трех- и четырехвалковые. Представляют собой комбинацию двух пар валков, расположенных друг над другом. Верхняя пара нужна для предварительного, более крупного дробления, а нижняя – для окончательного измельчения до нужного размера. Такая схема используется для достижения большей степени измельчения за один проход в одной машине, часто востребована при переработке угля или схожих по свойствам материалов.
- Шестивалковые. Машины этого класса являются примером дальнейшего развития многовалковой схемы. Их применяют для решения специфических задач, где необходимо последовательное многостадийное измельчение в компактном агрегате. Конструкция у таких агрегатов сложнее, а применение узкоспециализированное. Обычно их используют в химической или перерабатывающей промышленности для определенных типов сырья.
Валковые высокого давления
Это особый вид двухвалковых дробилок. Их отличительная черта – создание очень высокого давления (до 200 МПа и выше) между валками. Материал не просто раздавливается, а подвергается интенсивному сжатию в слое. При этом происходит не только разрушение отдельных кусков, но и взаимное истирание частиц. Благодаря этому в частицах образуются микротрещины, что помогает улучшить последующие процессы переработки, например, выщелачивание руды. Агрегаты эффективны для измельчения твердых и абразивных материалов: железной руды, алмазоносных пород (кимберлитов), клинкера в цементном производстве. Они характеризуются высокой энергоэффективностью по сравнению с традиционными схемами мелкого дробления и измельчения.
Молотковые
Принцип действия этих машин основан на ударном разрушении материала. Внутри корпуса вращается ротор с шарнирно закрепленными на нем молотками. Куски сырья, попадая в рабочую камеру, подвергаются многократным ударам молотков, отбрасываются на отбойные плиты корпуса и разрушаются. Измельченный продукт проходит через колосниковую решетку, размер ячеек которой определяет максимальную фракцию готового продукта. Молотковые дробилки эффективны для дробления хрупких и мягких пород, а также материалов средней твердости (известняк, гипс, уголь, асбестовая руда, бой кирпича, стекло). Они обеспечивают высокую степень измельчения.
Роторные ударные
Подобные установки тоже работают по принципу удара, но их конструкция отличается от молотковых. Основным рабочим элементом является массивный ротор с жестко закрепленными на нем ударными элементами – билами. Материал подается в камеру дробления и получает мощный удар от бил, из-за чего он отбрасывается на отбойные плиты (или отражательные брусья). Разрушение происходит как от ударов бил, так и от соударений кусков о плиты и друг о друга.
Роторные дробилки делятся на два основных типа:
- С горизонтальным валом. Ротор вращается вокруг горизонтальной оси. Подходят для первичного и вторичного дробления материалов низкой и средней абразивности и прочности (известняк, доломит, переработка бетона и асфальта). Формируют продукт хорошей кубовидной формы.
- С вертикальным валом. Ротор вращается вокруг вертикальной оси. Сырье подается в центр ротора и под действием центробежной силы выбрасывается с высокой скоростью из него. Удар происходит либо о стационарные отбойные плиты (наковальни) внутри корпуса, либо о слой самого материала («камень о камень»). Подобные агрегаты подходят для третичного и четвертичного дробления, особенно для производства высококачественного кубовидного щебня и песка из самых разных пород, включая твердые и абразивные (базальт, гранит). Они используются для улучшения формы зерен продукта.
Сферы применения дробильного оборудования
Дробилки являются неотъемлемой частью технологических линий во многих отраслях. Вот основные направления их использования:
- Горнодобывающая промышленность – подготовка руд черных, цветных и редких металлов к обогащению, дробление угля, сланцев, фосфоритов и других полезных ископаемых.
- Производство строительных материалов – изготовление щебня различных фракций из горных пород (гранит, базальт, габбро, известняк), производство искусственного песка, переработка отходов строительства (бетон, кирпич, асфальт) во вторичный щебень.
- Металлургия – дробление флюсов, ферросплавов, огнеупорных материалов.
- Химическая промышленность – измельчение солей, минеральных удобрений, катализаторов и другого химического сырья.
- Дорожное строительство – производство щебня и песка для оснований дорог, асфальтобетонных и цементобетонных смесей.
При выборе конкретного типа дробилки и построении технологической схемы дробления, часто включающей несколько стадий с использованием разных типов машин, опираются на несколько базовых параметров. Учитываются физико-механические свойства исходного материала, такие как прочность, твердость, абразивность, влажность, крупность. Также во внимание принимают требования к конечному продукту (размер фракций, форма зерен) и необходимую производительность линии.