Оборудование и технологии для производства щебня

Для производства щебня кубовидной формы нужно учесть, что форму зерен материала определяют текстурные и структурные особенности горной породы, используемое при производстве щебня оборудование, а также технология его переработки.
Форма получаемых зерен зависит от принципа действия дробильного агрегата. Самую лучшую изометричную кубообразную форму щебня производят в устройствах ударного действия. К ним относятся молотковые, отбойно-центробежные и ударно-центробежные дробилки. С помощью валковых, щековых и стандартных конусных дробилов производят щебень, имеющий в своем составе зерна игловатой и плоской форм. К примеру, при дроблении песчаников в ОЦД-100 (отбойно-центробежной дробилке) игловатые и плоские зерна составляют порядка 9-13 процентов при размере фракции 5-10 миллиметров и лишь 4,6-5,3 процентов во фракции десять – двадцать миллиметров. В то же время в щебне, производимом с помощью СМ-561 (конусной дробилки), содержится 53-55 и 39-50 процентов таких зерен соответственно.
В целях получения щебня, имеющего кубовидную форму, используют конусные дробилки, либо дробилки ударного действия. При использовании дробилок ударного действия становится возможным получения щебня с формой зерен, близкой к кубовидной, хотя в некоторых случаях – к окатанной. Такие дробилки достаточно дорогие в эксплуатации. Их характеризует повышенный выход отсева дробления.
Определенное снижение количества зерен, имеющих лещадную форму, в щебне можно обеспечить, используя стандартные конусные дробилки. Для этого нужно, чтобы во время работы камера дробления была заполнена полностью. Измельчение в этом случае идет как между конусами, так и между самими зернами, которые находятся в камере. Такое дробление называется дроблением «в слое», либо дроблением «в стесненных условиях». В этом случае зерна, которые имеются в исходной породе, а также зерна плоской формы, образующиеся во время дробления, разрушаются, ведь они являются механически самыми слабыми. Для того, чтобы этот процесс осуществлялся на практике, дробилка должна комплектоваться более мощным электромотором, аккумулирующим бункером и датчиком уровня материала, который располагается в камере дробления.
Если проанализировать данные о применении разных дробильных агрегатов при производстве щебня, можно сделать вывод, что если мы хотим иметь на выходе кубовидную породу, то нужно сделать так, чтобы на кусок породы дробящее воздействие приходилось многократно. В то же время нужно, чтобы разрушающая сила действовала на сдвиг, а не на раздавливание.

Таким образом, можно использовать следующие методы производства щебня кубовидной формы:
- применение обычных конусных дробилок, которые работают в замкнутом цикле «под завалом»;
- применение роторных молотковых и центробежных дробилок:
- применение дробилок, которые могут обеспечить на породу многократное воздействие по сдвигу (например, конусные виброинерционные дробилки).

В конечном счете, применение отражательных и ударных дробилок можно рассматривать в качестве дополнительной операции дробления. Ее назначение – исправить форму зерен не сокращая существенно габариты дробимого материала.
Дробилки ударного типа производят как на нашей Родине, так и за границей с незначительными отличиями в конструкции. В России такие дробилки выпускают ОАО «Дробмаш», «Урал-Центр» и другие, а за границей – KRUPP, SPILLE и т.д.
При использовании центробежных дробилок-грануляторов можно принимать куски размерами до 60-70 миллиметров (а лучше – 40 миллиметров), а в качестве конечного продукта получать щебень кубовидной формы фракций 5-20 миллиметров. Производительность по питанию при этом составляет до 200 тонн в час, а выход фракции меньше 5 миллиметров – порядка 35-50 процентов.
По информации, полученной на предприятии «Урал-Центр», их дробилки служат для осуществления «последней стадии дробления в 3-х, либо 4-хстадийных схемах, которая определяет качество получающегося в итоге продукта. Максимальный размер куска, который принимает дробилка, не должен быть больше 70 миллиметров. Дробилка ДЦ питается продуктом конусных дробилок, которые выдают фракции порядка 40 мм, так что фактически ДЦ перерабатывает массу с кусками, размеры которых составляют 40 миллиметров и меньше.
Разрушение материала «в слое» представляет собой относительно новый метод технологии. Он разработан отечественной школой дезинтеграции.
Конструкторы «Механобра» создали новые образцы дезинтегрирующего оборудования, которые обеспечивают самоизмельчение материала в собственном слое благодаря воздействию виброимпульсного сжатия, с одновременно происходящим сдвигом во время дозирования силы воздействия на материал по величине лимита прочности дефектной поверхности структуры материала. Такие принципы рационального разрушения реализуются в виброщековых, а также конусных инерционных дробилках.
Подведем некоторые итоги в виде тезисов.
1 При использовании стандартных конусных и щековых дробилок не обеспечивается получение щебня требуемой формы.
2 При применении ударно-центробежных дробилок – грануляторов идет уменьшение содержания плоских зерен в получаемом щебне до требований, нормируемых ГОСТами. Хотя их можно использовать в качестве дополнительной стадии дробления («кубикатор»).
3 При использовании инерционных конусных дробилок получают щебень кубовидной формы в очень широком диапазоне по крупности, при минимально возможном количестве стадий дробления.