وبلاگ
سنگ شکن ها: مرحله سوم خطوط خردایش
سنگشکن (Crusher)
در اکثریت معادن، ابعاد و شکل مواد استخراج شده یکسان و یکنواخت نبوده و برای استفاده از آنها برای هر مورد میبایست سنگها را خرد کرده و دانهها را به تودههایی با ابعاد و اشکال نسبتاً یکسان تبدیل و تفکیک نمود. برای این امر از سنگشکنها استفاده میشود.
با توجه به ابعاد سنگهای استخراج شده و ابعاد دانههای محصول مورد نیاز، انواع مختلف سنگشکن مورد استفاده قرار میگیرد. به عنوان مثال سنگشکن اولیه در اغلب سیستمهای خردایش، سنگشکن فکی میباشد که قادر است سنگهایی با ابعاد بسیار بزرگ را دریافت و به دانههایی نسبتاً کوچکتر و قابل دریافت توسط سایر سنگشکنها که به عنوان سنگشکن ثانویه و یا در صورت نیاز سنگشکن سوم محسوب میشوند، تبدیل کند.
سنگشکنها دارای انواع مختلفی از قبیل سنگشکن فکی، سنگشکن ضربهای، سنگشکن مخروطی و یا سنگشکنهای خود شکن (سنگ به سنگ = Rock on Rock) هستند.
۱. سنگشکن فکی (Jaw Crusher)
این نوع سنگشکنها، سنگشکنهای اولیه با طراحی مناسب جهت خردایش انواع مواد معدنی و سنگهای بزرگ در اندازههای مختلف میباشند.
اساس کار: ورود سنگها به محفظه $V$ شکل که انتهای آن باز است. یکی از اضلاع این محفظه بهطور مرتب به جلو و عقب حرکت کرده و در نتیجه فاصله بین دو ضلع کم و زیاد میگردد. زمانی که ضلع متحرک (شانه فک متحرک) به سمت عقب حرکت میکند، فاصله بین آن و ضلع ثابت (شانه فک ثابت) زیاد شده و سنگها بهطور طبیعی با وزن خود به طرف پایین حرکت کرده و فاصله مربوطه را پر میکنند. در زمان برگشت شانه فک متحرک، سنگهای موجود بین شانههای ثابت و متحرک در اثر فشار از سوی شانه متحرک (که توسط توگل تأمین میشود) خرد شده و به سنگهای کوچکتری تبدیل میشوند. این پروسه تا زمانی ادامه پیدا میکند که سنگها به انتهای شانه فک (که تنظیمکننده ابعاد دانه خروجی است) رسیده و از زیر آن خارج شوند.
سایز دستگاه: در سنگشکن فکی، ابعاد دهانه ورود مواد به عنوان سایز سنگشکن استفاده میگردد. اندازه سنگ ورودی به هر دستگاه سنگشکن فکی تقریباً ۸۰٪ تا ۸۵٪ عدد کوچکتر دهانه ورودی خواهد بود.
سنگشکن فکی ویژه (Jaw Crusher H)
برای معادنی از قبیل معادن سنگ آهن و مس که معمولاً نیاز به تجهیزات خردایش با قدرت و ظرفیت زیاد داشته و لازم است تجهیزات مربوطه به صورت شبانهروزی در حال کار باشند، سنگشکنهای فکی ویژهای با ساختمان مستحکم و مقاوم، قطعاتی با کمترین فرسایش ممکن، بار خروجی یکنواخت و فرآیند تعمیراتی بسیار آسان و سریع طراحی و ساخته شده است.
سیستم یاتاقانبندی: سیستم یاتاقانبندی خاص این سنگشکن با استفاده از شافت و بیرینگهای با قدرت و استحکام بالا، شاتون ریختهگری شده فولادی سنگین و بسیار مقاوم در مقابل فشار کاری، این تجهیز را از سایر تجهیزات مشابه متمایز میکند.
سیستم روغنکاری و ویژگیها: سیستم روغنکاری خاص این سنگشکن عمر طولانی قطعات چرخش آن را تضمین کرده و شانه فکهای خردکننده بلند و دو تکه که امکان استفاده چندین بار از آنها را فراهم مینماید، قدرت زیاد، راندمان بالا، راهبری مطلوب، فرسایش ناچیز، هزینه تعمیراتی کم و مصرف انرژی بهینه از دیگر خصوصیات این سنگشکن میباشد.
وزن و عملکرد: وزن دستگاه تقریباً دو برابر وزن سنگشکنهای مشابه بوده و کارکرد آن برای سالیان متمادی تضمین میگردد. شانه فکهای بلند آن مانع پس زدن سنگ ورودی شده و از هرز کار کردن آن جلوگیری میکند.
۲. سنگشکن ضربهای عمودی سنگ به سنگ (Rock on Rock)
در مواردی که لازم است کیفیت مصالح تولیدی سایر سنگشکنها برای رفع معایب ماهوی آنها (از قبیل پولکی یا سوزنی بودن مصالح که باعث کاهش مقاومت مصالح میگردد) ترمیم شود تا موادی با مقاومت بالاتری داشته باشیم، یا در مواردی که نیاز است مصالح ریزدانهای با ظرفیت زیاد و صرف هزینه کم تولید شود، از تجهیز سنگ به سنگ (Rock on Rock) استفاده میگردد.
اساس کار: پرتاب سنگهای با دانه بندی حداکثر $40\text{ mm}$ از درون حفرههای یک روتور که با سرعت زیاد در حال چرخش است و برخورد آن با سنگهای موجود در داخل دیواره بدنه سنگشکن یا سنگهایی که توسط آبشار سنگ در حال ریزش میباشد. سنگها در اثر برخورد با همدیگر خرد شده و مواد خروجی از زیر دستگاه خارج و پس از سرند کردن و تفکیک محصول مورد نیاز، مواد درشتدانه مجدداً به داخل سنگشکن برگشت داده میشود.
استهلاک ناچیز: این دستگاه به دلیل اینکه عمل خردایش توسط خود سنگها انجام میگیرد، تقریباً فاقد استهلاک بوده و قطعات استهلاکی آن، قطعاتی هستند که وظیفه حفاظت از روتور در مقابل جریان عبوری مواد را به عهده دارند.
بازدهی: این سنگشکن بازده بسیار خوبی به ویژه در مواردی که سنگها دارای سختی متوسط میباشند دارد و محصول تولیدی نیز دارای پیوستگی و یکنواختی خاصی است که دست مهندسین را در تهیه طرح اختلاط مصالح سنگی باز میگذارد. تعیین تیپ سنگشکن با ظرفیت ورود مواد و دانهبندی مواد ورودی انجام میگیرد.
۳. سنگشکن ضربهای ثانویه (Secondary Impact Crusher / کوبیت ثانویه)
سنگشکن ضربهای کوبیتهای ثانویه با توجه به طراحی آنها، برای خردایش سنگهای معدنی با دانهبندی بین $100$ تا $200\text{ mm}$ و سختی و مقاومت سایشی متوسط استفاده میگردد.
مزیت نسبت به سنگشکنهای فشاری: تولید دانههای بسیار مناسب از نظر شکل (تقریباً مکعبی شکل) و عدم وجود ترکهای داخلی و یا دانههای سوزنی و برگی شکل در محصول تولیدی است. آسفالت یا بتن تولیدی با این نوع محصول، نسبت به محصول سایر سنگشکنها از مقاومت بسیار بالاتر و کیفیت بهتری برخوردار است و به عنوان سنگشکن ویژه تولید مصالح آسفالت و بتن معرفی میگردد.
سایر مزایا: راهبری بسیار آسان، عدم نیاز به نیروی متخصص، مصرف انرژی بهینه و ظرفیت تولید بالا.
۴. سنگشکن ضربهای سوم (Tertiary Impact Crusher / کوبیت سوم)
سنگشکن ضربهای (کوبیت) سوم برای خردایش سنگهای معدنی با دانهبندی متوسط (بین $50$ تا $120\text{ mm}$) و سختی و مقاومت سایشی متوسط استفاده میگردد. این نوع سنگشکنها با توجه به طراحی آنها و ابعاد سنگ ورودی به عنوان سنگشکن سوم در خطوط خردایش استفاده میشوند.
مزایا و کاربرد: مزیت این نوع سنگشکن نسبت به کوبیتهای ثانویه، تولید ریزدانه (ماسه) بیشتر و تکمیل فرآیند سنگشکنی در یک خط میباشد. هرچند که استفاده از این سنگشکن کیفیت محصول کل خط را بهبود میبخشد، ولی استفاده از آن به عنوان سنگشکن ثانویه (پس از سنگشکن فکی) به علت استهلاک بالا و ظرفیت کمتر توصیه نمیشود.
۵. سنگشکن ژیراتوری سوپریور (Superior Gyratory Crusher)
در مواردی که ظرفیت و نسبت خردایش بیشتری نسبت به سنگشکنهای فکی مورد نیاز باشد، از سنگشکن ژیراتوری سوپریور به عنوان سنگشکن اولیه استفاده میگردد.
ساختار: این سنگشکن از یک بدنه ثابت مخروطی (کانکیو) و یک هسته میانی دارای حرکت دورانی (منتِل) تشکیل شده است که بین این دو قطعه فاصله متغیری وجود دارد و مواد در این فاصله خرد میشوند.
نحوه عملکرد: زمانی که در یک بخش از فضای داخل سنگشکن، هسته متحرک در حال نزدیک شدن به بدنه است، مواد در آن بخش خرد شده و در همین زمان در قسمت مقابل، فاصله بین بدنه ثابت و هسته متحرک در حال زیاد شدن بوده و مواد در آن قسمت به تدریج به طرف پایین حرکت کرده و فضای موجود را پر میکنند؛ بدین ترتیب عمل خردایش به طور دائم انجام شده و نیروی لازم برای این عمل نیز یکنواخت است.
سیستم هیدروست: دستگاه مجهز به سیستم هیدروست میباشد که در صورت وارد آمدن فشار غیر متعارف به دلایل مختلف (از جمله ورود قطعات فولادی غیرقابل شکستن)، جک و به تبعیت از آن منتل پایین آمده و با باز شدن دهانه خروجی دستگاه، قطعات مذکور از آن خارج میگردد. سپس سیستم مجدداً به صورت خودکار یا دستی جک و منتل را بالا آورده و دهانه را در موقعیت قبلی قرار میدهد.
تیپها: سنگشکن ژیراتوری در سه تیپ مختلف $9$، $11$ و $13$ اینچ تولید میگردد.
۶. سنگشکن مخروطی (Cone Crusher)
این تجهیز همانند سنگشکن ژیراتوری میباشد با این تفاوت که در این سنگشکن دهانه ورودی دستگاه تنگتر بوده و زوایای مخروط خارجی (کانکیو) با مخروط داخلی (منتِل) همجهت میباشد.
مزیت ساختار: این شکل طراحی باعث میشود که سنگهای کوچکتری وارد دستگاه شوند ولی با توجه به همجهت بودن زوایای دو مخروط، سطح تماس مواد با آنها بیشتر بوده و عمل خردایش بهتری انجام میگیرد.
مکانیزم: مکانیزم عمل و سیستم هیدروست سنگشکن مخروطی مشابه سنگشکن ژیراتوری بوده و این دستگاه در ۱۰ تیپ مختلف تولید میگردد.