Строительные машины и оборудование

Технологические схемы и оборудование дробильно-сортировочных заводов

Дробильно-сортировочные заводы представляют собой сложный комплекс технологического оборудования, работающего в единой технологической цепи оборудования и обеспечивающего следу­ющие производственные операции: прием горной породы (мас­сы), дробление, сортировку, мойку, обезвоживание, транспортиро­вание, складирование и отгрузку готовой продукции. Надежность и эффективность работы завода зависят от технологических задач производства и соответствия выбранного оборудования виду пере­рабатываемого материала.

В зависимости от вида перерабатываемого материала и вы­пускаемой продукции предприятия промышленности нерудных ма­териалов могут быть щебеночными, гравийно-песчаными и песча­ными. Стационарные дробильно-сортировочные заводы сооружа­ются вблизи месторождений технологического сырья, если его за­пасы обеспечивают работу предприятия при проектной мощности не менее 25 лет. Производительность предприятий нерудных стро­ительных материалов должна соответствовать утвержденным оп­тимальным мощностям (табл. 10.1).

На дробильно-сортировочных заводах материал измельчается, как правило, за несколько стадий исходя из требуемой степени измелЬчения. Степень измельчения одной дробильной машины со­ставляет 3 ... 7. Выбор схемы дробления (одно - или многоста­дийной) зависит от необходимой степени измельчения. Типовые технологические схемы дробильно-сортировочных заводов пока­заны на, рис. 10.1.

На рис. 10,1,а дана одностадийная схема измельчения в от­крытом цикле. При этой схеме дробление совершается за один проход дробилки и весь продукт дробления направляется на гро­хот для разделения на фракции. Одностадийное дробление при­меняется в основном на заводах производительностью менее 500 тыс. м3/год при производстве рядового щебня крупностью до 110
70 мм. В одностадийных схемах не всегда удается осуществить полную механизацию производства из-за чрезмерных габаритов отдельных кусков исходного материала, поэтому на заводах они применяются весьма редко.

На рис. 10.1,6, в показаны двухстадийные схемы, наиболее распространенные при производстве щебня для строительства (получают 3 ... 5 фракций готового продукта). Первый вариант

Исходный материал

Дро&іетв (/стадия)

Грохочение (промежу­точное)

Дробление (їїстадия)

Грохочение (оконча­тельное)

Готойый продукт

Рис. 10.1. Схемы дробильно-сортировочных заводов

Двухстадийной схемы (рис. 10.1,6) предусматривает направление продукта первой стадии полностью в дробилки второй стадии и затем на грохочение. Такая схема производства применяется в том случае, когда в продукте первой стадии содержится менее 25% продукта окончательной крупности. При наличии в про­дукте первой стадии окончательного продукта >25% применяет­ся схема двухстадийного дробления с промежуточным грохоче­нием после первой стадии (рис. І10.1 ,в). На промежуточном гро­хоте отделяется продукт окончательной крупности и направляет­ся на окончательное грохочение, минуя вторую стадию измель­чения.

На рис. 10.1,г показана трехстадийная схема дробления (ка­чественно-количественная схема). Третья стадия показана в от­крытом цикле (сплошная линия) и в замкнутом цикле (пунктир­ная линия). Такая схема показывает крупность продукта и про-
изведительность по операциям (в %). На первую стадию по­ступает исходный материал крупностью 0—Dmax и выходит продукт крупностью 0—d. Весь продукт крупностью 0—di по­ступает на вторую стадию дробления и получается продукт круп­ностью 0—d2. Продукт второй стадии 0—d2 поступает на про­межуточное Грохочение, где отделяется ГОТОВЫЙ продукт 0—dmax в объеме Yi, а остальной продукт крупнее dmax и объемом (100—Yi) % направляется на измельчение в третью стадию. Про­дукт дробления третьей стадии крупностью 0—fi? max смешивает - - ся с продуктом "второй стадии, имеющим ту же крупность, и по - - ступает на окончательное грохочение на фракции 0—d3, d3—d4 и

Di—dmax, ВЫХОД КОТОрЫХ СООТВЄТСТВЄННО составил Y2, Y3> Сумма выходов всех фракций Y2+Y3+Y4=100%. Продукт дроб­ления 0—dmax (см. рис. 10.1,г) может быть уменьшен, например, до крупности 0—di без увеличения числа стадий дробления. Для этого фракцию d4—dmaK отсеивают на грохоте окончательной сор­тировки и возвращают в дробилку, т. е. дробилка работает в замкнутом цикле. Объем материала у4, возвращаемого в дро­билку третьей стадии, называют циркуляционной нагрузкой. Обычно ее значение не превышает 15 ... 25%. Соответственно про­изводительность дробилки третьей стадии и сортировочного обо­рудования должна быть больше на величину

Выше рассмотрены только принципиальные технологические схемы дробильно-сортировочного завода, отличающиеся только по числу стадий дробления. Практически же схемы установок значительно сложнее в результате включения дополнительных операций. Так, при переработке разнопрочных материалов, на­пример известняков, содержащих слабые включения и глину, предусматривается двухпоточная схема. Для этого исходное сырье разделяется колосниковым грохотом предварительного гро­хочения на два потока: крупностью 0 ... 200 мм («грязный» или «слабый») и крупностью более 200 мм («чистый» или «прочный»), В дальнейшем оба потока перерабатываются раздельно. В первом случае получают щебень более низкого качества, чем во втором. В технологической линии обоих потоков устанавливаются глиноот - борники, моечное и обезвоженное оборудование. Кроме того, ор­ганизуются специальные участки для переработки мелких фрак­ций продукта дробления 0 ... 5 мм. На известняковых заводах мелкие фракции перерабатываются в известковую муку, исполь­зуемую в сельском хозяйстве. На заводах по переработке проч­ной горной массы мелкие фракции используются для производ­ства строительного песка.

Выбор оборудования дробильно-сортировочных заводов начи­нается с изучения условий производства, подбора типа оборудо­вания и разработки качественной технологической схемы.

Технологические схемы щебеночных стационарных заводов в зависимости от вида перерабатываемой горной породы могут быть

Разделены на три типа: прочных однородных абразивных пород;, прочных однородных малоабразивных пород; неоднородных ма­лоабразивных пород.

Для первых технологических схем заводов применяют щеко­вые дробилки с простым качанием щеки и конусные дробилки всех типов. Для вторых — в основном дробилки ударного действия, на всех стадиях дробления, а также щековые дробилки со слож­ным качанием щеки. Для третьих характерно включение в тех­нологическую схему оборудования, позволяющего проводить из­бирательное дробление, отбор глины, промывку и обезвоживание. Для избирательного дробления пород рекомендуются дробилкк ударного действия.

Размер исходного материала Dmax и крупность готового про­дукта dm ах позволяют определить тип оборудования, которое должно быть использовано на данном предприятии, а также ка­кая схема дробления оптимальна — одно - или многостадийная. В дробилках крупного дробления, производительность которых обычно стремятся использовать полностью, степень измельчения не превышает: в щековых дробилках — 7,2; конусных — 7,5; ро­торных — 15. л

Следовательно, если по условию производства степень измель­чения должна быть больше, дробление необходимо вести в две, а иногда (при 4тах=15 ... 25 мм) и в три стадии. Увеличение ста­дий дробления приводит к возрастанию затрат на капитальное строительство заводов, удорожанию готового продукта. Поэтому при проектировании предприятий следует стремиться к мини­мальному числу стадий дробления. На экономические показатели предприятия существенное влияние оказывают количество техно­логических линий, действующих параллельно. Наиболее целесо­образно проектировать предприятия с одной технологической ли­нией, на которых выработка на одного производственного рабо­чего на 50 ... 60%1 выше, чем при двухлинейной схеме производ­ства; себестоимость готовой продукции ц расход энергии ниже на 25 ... 35% соответственно, чем при двухлинейной схеме.

Основными показателями для выбора размера дробилок пер­вичного дробления являются наибольший размер кусков исходно­го материала Dmах и производительность завода П (м3/ч). Пре­дельные размеры кусков, загружаемых в дробилки, не должны превышать 0,85 ширины загрузочного отверстия дробилки для щековых и конусных дробилок; 0,6 — для роторных дробилок крупного дробления и 0,65 — для роторных дробилок среднего If мелкого дробления. Производительность выбранной дробилки пер­вой стадии дробления целесообразно иметь на 110 ... 30% выше­заданной, учитывая неравномерность питания и неизбежность По­лучения отходов (фракция 0 ... 5 мм), идущих обычно в отвал. Количество отходов тем больше, чем мельче должен быть гото­вый продукт.

8 -5258 113

Следовательно, расчетная производительность (м3/ч)

Лрасч=ЯіЯ2#,

Где tl — коэффициент, учитывающий процент отходов в готовом продукте; пч — коэффициент, учитывающий неравномерность пи­тания дробилки первой стадии («2=1,05 ... 1,1).

Выход отходов yo-5 определяется по типовым графикам гра­нулометрического состава дробленого продукта (содержания зе­рен различных фракций в общей массе продукта, %).

Коэффициент «і подсчитывается по выражению П — = 100/(100—vo-s).

Очевидно, что для первой стадии дробления могут быть при­годны только те дробильные машины, которые допускают за­грузку в них кусков размером Dmах и могут обеспечить указан­ную выше расчетную производительность Ярасч.

Выбрав типоразмер дробилок для первой стадии дробления, подсчитываем размер выходной щели (мм) по фррмуле

/1 I о> /L І с I (6 + S)max (6 + S)min /гт г-r ч

(О + 5)расч = + )min Н--------------------------- —--------------- (Прас ~ Пш1п),

11шах "rnin

Где Ь — ширина разгрузочной щели; 5 — ход подвижной щеки; (6+S)miiu (b +5)max — паспортные значения наименьшего и наи­большего значений выходной щели дробилки; Ят, п пас­портные значения наименьшей и наибольшей производительности дробилки.

После этого определяем гранулометрический состав щебня, по­лучаемого на первой стадии дробления для того, чтобы установить: процентное содержание в массе этого продукта товарного щебня; количество продукта первичного дробления, передаваемого для дальнейшего измельчения на вторую стадию дробления до задан­ных размеров dmax; максимальный размер кусков продукта Drшах, передаваемого на вторую стадию дробления.

Дробильные машины второй и третьей стадий дробления долж­ны выдавать готовый (товарный) продукт — щебень, предельный размер зерен которого определяется назначением этого щебня. Выбирая тип и размеры щековых (при производительности до 70 м3/ч) или конусных дробилок (с большей производительностью) для среднего и мелкого дробления, следует в первую очередь установить ширину разгрузочной щели, необходимую для получе­ния щебня требуемых размеров. Затем, выбрав тип и размер дро­билки, необходимо определить ее лроизводительность при установ­ленной выше ширине разгрузочной щели (м3/ч):

Прас = nmin + ,, , ■ Г"" ----- [ф + 5)рас ~ Ф + S)min].

Затем находят гранулометрический состав полученного щебня и его соответствие назначению.

Выбор грохотов определяется количеством фракций, входящих в состав готового продукта 0—dmax. Методика расчета технологи­ческих параметров грохотов изложена выше в § 8.3.

Основные размеры и производительность транспортирующих машин определяется на - основе данных о величине потоков мате­риала, направления и дальности транспортирования, а также в за­висимости от крупности кусков материала.

В последнее время получил распространение новый тип дро - бильно-сортировочных предприятий — сборно-разборные автома­тизированные дробильно-сортировочные линии (САДЛ), предназ­наченные для работы в районах с ограниченными запасами мине­рального сырья (5 ... 15 млн. м3) или с ограниченным (по объему и срокам) потреблением нерудных строительных материалов при условии сжатых сроков ввода объектов в эксплуатацию. Ввод в эксплуатацию САДЛ позволяет снизить транспортные расходы по доставке песка и щебня потребителям, расширить сырьевую базу нерудных строительных материалов, повысить уровень автомати­зации процесса переработки минерального сырья, обеспечить нор­мативные санитарно-гигиенические условия труда обслуживающе­го персонала и защиту окружающей среды от загрязнения. Основными потребителями продукции САДЛ являются рассре­доточенные объекты сельского или гидротехнического строитель­ства с годовым потреблением щебня до 600 тыс. м3.

В настоящее время выпускаются три комплекта оборудования САДЛ производительностью 400 ... 500 тыс. м3 щебня в год из изверженных (САДЛ-И-400), осадочных (САДЛ-0-400) и гравий - но-песчаных (САДЛ-ГП-400) пород. Технологические схемы САДЛ предусматривает двух - и трехстадийное дробление исходного ма­териала крупностью до 800 мм для получения щебня 0 ... 70 мм и песка 0,15 ... 5 мм (дробленого или природного обогащенного).

В состав комплектов оборудования САДЛ в зависимости от модификации входят агрегаты: крупного, среднего и мелкого дроб­ления; предварительной, промежуточной и окончательной сорти­ровки; промывки щебня и классификации песка; бункера-склады готовой продукции; питатели и ленточные конвейеры, а также агрегаты управления и аспирации. Работа САДЛ осуществляется круглосуточно при положительных температурах окружающего воздуха. Агрегаты линии оборудованы укрытиями с местами при­соединения к аспирационным устройствам.

На рис. 10.2 показана технологическая схема САДЛ, преду­сматривающая трехстадийное дробление прочных (80 ... 250 МПа) изверженных пород без предварительного грохочения исходной горной массы с замкнутым циклом на последней стадии дробления. При данной технологической схеме может выпускаться щебень 0 ... 70 и 0 .. .40 мм. В первом случае третья стадия дробления отключается и цикл дробления замыкается на второй стадии.

Процесс получения щебня осуществляется следующим обра - 8*

Зом. Исходная горная масса крупностью 0 ... 700 мм доставляется из карьера автотранспортом и поступает в бункер 1 агрегата пер­вичного дробления. Из бункера материал подается вибрационным питателем 2 в дробилку первичного дробления 3, где размер от­дельных кусков уменьшается до 0 .. .250 мм, благодаря чему обеспечивается нормальная работа последующих дробилок. Из агрегата первичного дробления материал ленточными конвейера­ми 4 подается в конусную дробилку вторичного дробления 5, где происходит дальнейшее измельчение кусков до 0 ... 90 мм. Про­дукт дробления конусной дробилки 5 ленточными конвейерами, 6 и 7 подается в агрегат предварительного грохочения, состоящий из грохота 8 и перегрузочных ленточных конвейеров. На грохоте 8 •сито устанавливается на максимальный размер фракций готового продукта. С этого сита верхний продукт (зерна крупнее 70 мм) по конвейеру 9 подается в промежуточный бункер-агрегат, где с по­мощью самозапирающейся воронки 10 поступает в отсек 11 бун­кера и далее вибрационным питателем 12 подается в конусную дробилку 5 на додрабливание. Этим осуществляется замкнутый цикл дробления для получения щебня крупностью 0 ... 70 мм, после чего материал поступает через грохот 8, конвейеры 15 и 16 на грохоты 17 и 18, где фракции разделяются и поступают в погрузочные бункера 19, оснащенные автоматическими весовыми дозаторами непрерывного действия 20. Объем бункеров каждой фракции должен обеспечить 1,5 ... 2-часовую непрерывную работу САДЛ а. В связи с тем что щебень мелких фракций (5 ... 20 мм) промывается, предназначенные для них бункера имеют перфори­рованные днища с отводом дренажных вод. Отходы (0 ... 5 мм), получаемые при производстве щебня, поступают в спиральный классификатор 21 и оттуда в погрузочный бункер 22, снабженный весовым дозатором 20. При работе САДЛ без промывки песка сухая фракция 0 ... 5 мм ленточным конвейером 23 подается непосредственно в бункер 22 из грохота 18. При получении щебня О... 40 мм начинает действовать конусная дробилка 24 третьей стадии дробления. При этом на грохоте 8 устанавливается сито с ячейками, допускающими прохождение кусков размером О... 40 мм. Куски размером более 40 мм по конвейеру 9 посту­пают в отсек 14 и далее питателем 13 в конусную дробилку 24. Затем процесс получения щебня происходит аналогично рассмот­ренному выше.

Для управления и наблюдения за работой САДЛ предусматри­вается специальный агрегат управления, на пульт которого вы­носятся показания работы всех агрегатов. Особенностью рассмот­ренных САДЛ является установка щековых и конусных дроби­лок на специальные виброизолирующие опоры, что позволяет значительно уменьшить массу фундамента и сократить сроки строительства.