При подборе дробильных установок для горно-обогатительного предприятия ошибки недопустимы, поскольку они обходятся слишком дорого. Неправильно выбранная машина не просто снижает производительность, из-за этого ускоряется износ, возникают частые поломкам и, как следствие, серьезные финансовые потери. Один из главных критериев, определяющих конфигурацию всей дробильной линии, – это физические свойства перерабатываемого материала, в первую очередь его твердость.
Что такое твердость и как ее измеряют
Когда говорят о твердости горной породы, имеют в виду ее способность сопротивляться внешнему механическому воздействию – разрушению, истиранию или царапанию. В горной промышленности для оценки этого параметра чаще всего применяют шкалу коэффициента крепости пород профессора М. М. Протодьяконова. Согласно ней, все породы делят на десять категорий, где I – самые мягкие (f=1), а X – исключительно крепкие (f=20). Например, к мягким относят глину и торф, а к самым твердым – кварциты и граниты. Такие цифры являются ориентиром для инженеров.
Мягкие и средней крепости породы (f от 1 до 6)
Материалы с невысокой крепостью, например, известняк, бокситы или некоторые виды углей, не создают серьезных проблем при измельчении. Они относительно легко поддаются разрушению, поэтому для работы с ними не нужны машины, создающие экстремальные нагрузки. Выбирая оборудования для таких руд, главным образом стараются добиться высокой производительности при минимальных энергозатратах.
Для первичного дробления здесь прекрасно подходят щековые дробилки с простым качанием щеки. Они справляются с кусками материала, имеют простую конструкцию. Также для мягких и вязких пород (например, с высоким содержанием глины) часто используют валковые дробилки.
На последующих стадиях измельчения для пород средней крепости применяют:
- роторные дробилки ударного действия – они разрушают материал быстрыми ударами бил, благодаря чему обеспечивается хорошая кубовидность конечного продукта;
- конусные дробилки для среднего и мелкого дробления – надежные и производительные агрегаты, но для очень мягких пород их применение не всегда экономически оправдано;
- молотковые дробилки – хорошо зарекомендовали себя при работе с хрупкими материалами средней крепости, в частности, с каменным углем и гипсом.
Основная задача при работе с мягкими породами – не допустить «залипания» рабочих органов вязкими компонентами и обеспечить бесперебойную подачу материала.
Твердые и очень твердые руды (f от 7 и выше)
При обработке крепких и абразивных руд вроде гранита, габбро, базальта или железистых кварцитов оборудование решает совершенно другие задачи. Здесь на первое место выходит не столько производительность, сколько износостойкость и способность создавать колоссальные раздавливающие усилия. Ударные методы дробления для таких материалов малоэффективны и вызывают катастрофически быстрый износ бил и отражательных плит.
Основной принцип работы с высокопрочными породами – раздавливание и истирание. Для этого на всех стадиях применяют машины, способные выдерживать огромные нагрузки.
- На этапе первичного дробления практически безальтернативным решением становятся щековые дробилки со сложным качанием щеки. Их кинематика обеспечивает не только прямое сжатие, но и истирающее воздействие, что помогает разрушать даже самые прочные куски породы.
- Для последующих стадий используют исключительно конусные дробилки. Они специально спроектированы для работы с абразивными и твердыми материалами. Их конструкция позволяет эффективно измельчать породу за счет сжатия между двумя бронированными конусами.
Ключевые конструктивные отличия
Разница в твердости руды напрямую влияет на конструктивные особенности машин. Оборудование для крепких пород всегда массивнее и тяжелее. Его изготавливают из специальных марок легированной стали с высоким содержанием марганца, хрома и других элементов, повышающих износостойкость.
Рассмотрим основные отличия на примере футеровки (защитных плит):
- Материал. Для мягких пород используют стандартную износостойкую сталь. Для твердых – высокомарганцовистую сталь (сталь Гадфильда), которая способна самоупрочняться при ударных нагрузках (наклеп).
- Профиль. Футеровочные плиты для твердых руд имеют специальный рифленый профиль, который предотвращает проскальзывание кусков и увеличивает эффективность раздавливания.
- Крепление. Системы крепления рассчитаны на более высокие динамические и статические нагрузки, чтобы избежать срыва плит во время работы.
Выбирая дробильное оборудование, важно найти оптимальное соотношение его производительности, расхода электроэнергии и затрат на обслуживание. Ошибка в оценке твердости руды неизбежно обернется низкой эффективностью и постоянными простоями для ремонта техники. Чтобы создать рентабельную и стабильно работающую технологическую линию, необходимо опираться на точные геологические данные при проектировании.