Выбор дробильно-помольного и сортировочного оборудования

Технологические схемы дробильно-сортировочных узлов определяются видом исходных материалов и требованиями к готовому продукту. Производство должно давать возможность варьировать характеристиками щебня за счет изменения режимов работы оборудования. Оно должно обеспечивать требуемое качество продукции при минимальных капитальных затратах и эксплуатационных расходах.

Исходными данными для технологических расчетов являются заданная производительность (Q_зад) узла, максимальный размер дробимого материала (D_max) и предел прочности его при сжатии (R), наибольший и наименьший размеры получаемого щебня (d_max и d_min соответственно). При этом для дробления прочных пород, как правило, используются щековые и конусные дробилки, а для мягких неабразивных пород – роторные и молотковые.

Дробилки работают в открытом или замкнутом (с повторным дроблением фракций крупнее заданных в этом же агрегате) циклах. Число стадий дробления является основным показателем, определяющим технологическую схему, и выбирается, исходя из заданных условий производства и возможностей дробильных машин.

Хотя выходная щель дробилок может регулироваться, нецелесообразно назначать в каждой дробилке слишком высокую степень измельчения из-за ускоренного износа и уменьшения производительности дробилок.

Технологические схемы узлов могут быть одно-, двух-, трех- и четырехстадийными, с открытым или замкнутым циклами работы отдельных дробильных машин. При одностадийном дроблении измельчение производится в одной машине от размеров исходного камня до требуемых размеров щебня; при двухстадийном – в двух последовательно установленных машинах и т. д.

Одностадийные схемы используются при небольших объемах производства и небольших степенях дробления – 3…5 и в производстве щебня для бетона применяются редко, так как при этом трудно обеспечить нужный состав продукта. В этих случаях чаще применяют двух- или трехстадийную схему.

Рассмотрим в качестве примера методику подбора дробильно-сортировочного оборудования по производству щебня для бетона. Пусть исходными данными для расчета являются: заданная производительность узла Q_зад = 740000 м³/год при двухсменном режиме работы, исходное сырье – гранит средней прочности (R = 140 МПа) с наибольшими размерами кусков D_max = 700 мм, максимальный и минимальный размеры щебня d_max = 40 и d_min = 5 мм.

Рекомендуемые степени измельчения для различных типов дробилок:

Тип дробилки	Степень измельчения
Щековые и конусные крупного дробления -	3…5
Конусные среднего и мелкого дробления:
в открытом цикле -	3...5
в закрытом цикле -	4...7
Роторные и молотковые дробилки -	3...12

В рассматриваемом примере требуемая степень измельчения i = D_max/d_max = 700/40 = 17,5, то есть больше рекомендуемой для отдельных дробилок. Следовательно, необходимо принять несколько стадий дробления.

Для технологической схемы число стадий дробления выбирают, сопоставляя требуемую степень измельчения с частными значениями степеней измельчения отдельных машин. В последующих расчетах эта схема уточняется, исходя из необходимости получения заданного суммарного зернового состава щебня.

Для получения гранитного щебня фракций 5…40 мм при размере входных кусков 700 мм необходимо принять, как минимум, двухстадийную схему. Это следует из того, что на первой стадии дробления при средней допустимой степени измельчения i = 4 получимпродукт размером 700/4 = 175 мм. На второй стадии дробления, приняв степень измельчения i = 5, можно получить продукт размером 175/5 = 35 мм, т.е. щебень размером не более требуемого.

Так как дробить нужно будет прочную абразивную породу, то выбрать необходимо щековую или конусную дробилку. В такой ситуации обычно рассматриваются оба варианта, а затем по полученным при расчетах показателям – стоимости дробильного оборудования, суммарной удельной энергоемкости, коэффициенту загрузки оборудования – выбирают лучший вариант.

Технологический расчет оборудования ведут поэтапно в такой последовательности:

1. По соответствующим справочникам подбирают тип дробилки первой стадии дробления по расчетной производительности и размеру загрузочного отверстия (зева дробилки). Расчетную производительность определяют по формуле:

, (3.7)

где Q_зад – заданная производительность узла, м³/ч;

К_н – коэффициент неравномерности подачи материала, обычно K_н= 1,1...1,15.

Так как обычно указывается годовая производительность узла, а производительность дробилок принято оценивать в м³/ч, то для определения производительности узла в м³/ч необходимо установить расчетный годовой фонд времени работы оборудования в часах.

При определении мощности предприятий, технологических линий и расчетного годового фонда времени работы технологического оборудования согласно ОНТП-07-85 следует принимать номинальное количество рабочих суток в году равным 260.

Годовой фонд времени работы технологического оборудования при пятидневной рабочей неделе следует вычислять с учетом плановых остановок технологического оборудования и коэффициента его использования К_и.

Длительность плановых остановок для различных технологических линий, кроме конвейерной, составляет 7 суток, для конвейерной – 13 суток. Коэффициент использования технологического оборудования К_и рекомендуется принимать равным:

- при односменной работе – 0,93…0,95;

- при двухсменной – 0,90…0,92;

- при трехсменной – 0,87…0,90.

Следовательно, расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования в рассматриваемом примере составит:

253 ∙ 0,90 = 228 сут., или 228 ∙ 16 = 3648 час.

Тогда заданная производительность узла будет

Q_зад = 740000/3648 = 203 м³/ч.

С учетом этого на первой стадии дробления может потребоваться расчетная производительность узла не менее

= 203∙1,15 = 234 м³/ч.

Марку дробилки выбирают таким образом, чтобы паспортный размер ее загрузочного отверстия B был несколько больше D_max, а номинальная производительность – несколько больше Q ₁. Таким характеристикам удовлетворяет конусная дробилка крупного дробления ККД-900 и щековая дробилка СМД-118А (ЩДП-12 15) (табл. 3.4).