1

UNIVERZITET U TUZLI UNIVERZITET U TUZLI RUDARSKO GEOLORUDARSKO GEOLOŠŠKO GRAĐEVINSKI FAKULTETKO GRAĐEVINSKI FAKULTET

PRIMARNO – SEKUNDARNO – TERCIJALNO

DROBLJENJE

Prof.dr.sc.Miroslav Petrović

KRUŽNE DROBILICE

Ove drobilice se koriste za primarno drobljenje jako tvrdih i srednje tvrdih ruda na postrojenjima većih kapaciteta.

To je u suštini čeljusna drobilica simetrično obmotana oko vertikalne ose koja prolazi kroz klateću čeljust.

Na taj način postiže se povećanje površine otvora za punjenje i otvora za pražnjenje, znatno smanjuje masu drobilice po jedinici kapaciteta, sa odgovarajućim smanjenjem utroška energije, i neprekidnost drobljenju.

Osnovni konstruktivni elementi ovih drobilica prikazani na slici 1. su:

Kod starijih konstrukcija, gornji kraj osovine se vješa u točki (0), dok je kod novijih konstrukcija slobodno umetnut u ležište (0) na mostu (5) . Ekscentrična čahura postavljenja je u donji dio kućišta (6), a naziva se ekscentričnom jer se osa otvora čahure ne poklapa s osom rotacije čahure (001). Ovaj ekscentritet kod drobilica za krupno drobljenje iznosi 12,7÷44,45 mm.

Drobljenje sirovine u konusnoj drobilici za krupno drobljenje (slika 93) vrši se u prstenastom radnom prostoru koga obrazuju nepokretni (1) i pokretni zarubljenji konus (2). Pokretni konus (2) navučen je na osovinu (3) čiji donji kraj slobodno ulazi u otvor ekscentrične čahure (4).

Rotacija čahure ostvaruje se pomoću tanjurastih zupčanika (7), pogonske osovine (8) i remenice (9) koja prima snagu od elektromotora. Pri rotaciji čahure, pokretni konus vrši kružno kretanje uz naizmjenično približavanje i udaljavanje od površine nepokretnog konusa. Zato se ove drobilice nazivaju i kružne drobilice. U dijelu radnog prostora gdje se konusi približavaju vrši se drobljenje komada sirovine, dok se istodobno u protivnom dijelu konusi udaljavaju i vrši se pražnjenje proizvoda.

Površine nepokretnog i pokretnog konusa obložene su zaštitnim oblogama od mangančelika (10). Kod novijih konstrukcija oblik obloga u zoni otvora pražnjenja stvara kratku paralelnu zonu, koja osigurava da se dobijeravnomjerniji granulometrijski sastav prizvoda i nešto veći stupanj usitnjavanja. Stupanj usitnjavanja u kružnim drobilicama iznosi 3÷4. Gornja granična krupnoća sirovine na ulazu u drobilicu i ne smije biti veća od 0.85 B.

Reguliranje širine izlaznog otvora (b), kod starijih konstrukcija, vrši se podizanjem ili spuštanjem osovine s pokretnim konusom, uz pomoćnavrtke (11). One nemaju posebnu zaštitu od upada metalnih predmeta, jer se tada lako zaustavljaju.Kod drobilica novije konstrukcije, reguliranje širine izlaznog otvora vrši se pomoću hidrauličnog sustava koji istodobno osigurava i zaštitu drobilice od upada tvrdih nedrobljivih predmeta. Veličina kružnih drobilica označava se širinom ulaznog otvora (B) i promjerom donje osnove pokretnog konusa (D) – Bx.

Stupanj usitnjavanja kružnih drobilica iznosi kao i kod čeljusnih drobilica 3 – 5.

Reguliranjem otvora za pražnjenje usitnjenog materijala vrši se izdizanjem ili spuštanjem unutrašnjog konusa u djelu njegovog učvršćivanja za ramena drobilice.

2

gdje je:s – hod pokretnog konusa na razini otvora pražnjenja (s=2e, gdje je e –ekscentritet na razini otvora pražnjenja), [m]n – broj obrtaja ekscentrične čahure u minuti, [min-1]k – keoficijent restresitosti izdrobljenog proizvoda u radnom prostoru drobilice (k=0,25 ÷ 0,75)ρ - gustina sirovine, [t/m3]b – maksimalna širina otvora pražnejnja, [m]b0 – minimalna širina otvora pražnjenja, [m]D – promjer osnove pokretnog konusa, [m].

( )( ),30

2

0

ααρπ

tgtgbDbb

knsQq +

++= [t/h]

kapacitet kružne drobilice

Za isti otvor za pražnjenje izdrobljenog materijala ili hranjenje drobilice, kružna drobilica ima 2,5 do 3 puta veći kapacitet od čeljusne drobilice, zahvaljujući svojim konstruktivnim karakteristikama s jedne strane i spoznaji da nema

prazan hod s druge strane.

Stoga se ove drobilice više primjenjuju na postrojenjima velikih kapaciteta. Kapacitet suvremenih kružnih drobilica može biti do 60 000 t/24h

U čeljusnim drobilicama usitnjavanje se vrši silom pritiska, a u kružnim drobilicama pored ove i silom savijanja zbog geometrijskog oblika drobeće

zone. Zahvaljujući tome, utrošak energije po toni izdrobljenog materijala manji je kod kružnih drobilica.

POREĐENJE ČELJUSNIH I KRUŽNIH DROBILICA

Prednost kružnih drobilica je i u tome što izdrobljeni materijal ima ujednačeniji granulometrijski sastav i pravilniji oblik zrna. Naime, usitnjavanjem u kružnim drobilicama dobijaju se zrna koja imaju približno oblik kocke, a kod čeljusnih drobilica dobijaju se izdužena zrna, uglavnom pločastog-pljosnatog oblika.

Negativne strane čeljusnih drobilica su u tome što prazan hod pokretne čeljusti ne utiče negativno samo na kapacitet drobilice nego izaziva i jake vibracije zbog čega je neophodno da se ove drobilice postave na moćne fundamente.

Istovremeno, zbog praznog hoda pokretne čeljusti neophodno je striktno kontinualno hranjenje drobilice, odnosno ne može se vršiti hranjenje drobilice zasipanjem, što je inače uobičajena praksa kada je hranjenje kružnih drobilca u pitanju. Stoga, neophodno je potrebno ugraditi hranilicu ispred čeljusnih drobilica, čime se osigurava kontinuirano i jednako doziranje-hranjenje.

Prednosti čeljusnih drobilica ogledaju se u tome što su konstruktivno daleko jedenostavniji uređaji od kružnih drobilca, zahtjevaju manji prostor za smještaj, naročito u pogledu visine zgrade, lakše je njihovo održavanje i podešavanje otvora za pražnjenje usitnjenog materijala, odnosno ggk izdrobljenog materijala.

Imajući u vidu prednosti i nedostatke čeljusnih drobilica, odnosno kružnih drobilica najčešće se projektanti postrojenja za PMS-a odlučuju za čeljusnu drobilicu kada jedna čeljusna drobilica može da zadovolji kapacitet postrojenja. U slučaju da su potrebne dvije čeljusne drobilice najčešće se bira jedna kružna.

3

KONUSNA DROBILICA

Konusna drobilica je konstruktivno i principijelno vrlo slična kružnoj drobilici. U odnosu na unutrašnji i spoljašnji konus kružne drobilice kod konusnih drobilica ovi su razvučeni, čime se postiže povećanje dužine drobećih zona, a time i ukupne zapremine drobeće zone, dakle i kapaciteta drobilice.

SEKUNDARNO DROBLJENJEZa sekundarno drobljenje se najčešće koriste konusne drobilice i rjeđe drobilice sa valjcima ili čekićne drobilice. U ovisnosti od karakteristika sirovine ove drobilice se mogu koristiti i za tercijarno drobljenje, ali i za primarno drobljenje.

Otvor za pražnjenje podešava se pomoću ručnog vitla a kod suvremenijih drobilica, izdizanjem ili spuštanjem spoljnjeg, nepokretnog konusa.

Postojanje paralelne zone zahvaljujući obliku drobeće zone osigurava veći stupanj usitnjavanja (10-20).

Izrađuje se standardna drobilica sa 1/3 paralelne zone za sekundarno drobljenje i kratkokonusna drobilica sa 2/3 paralelne zone za tercijarno drobljenje.

1. Kupasta drobeća glava2. Sferični podmetač3. radno vratilo4. Ekscentrična čahura5. Tanjirsta hranilica6. Zvonasta površina

nepokretnog drobećeg konusa,

7. Vijci,8. Spiralne opruge

Pokretni konus (1) navučen je na osovinu drobilice (2). Donji kraj osovine (2) je slobodno umetnut u otvor ekscentrične čahure (3), dok se na gornjem slobodnom kraju osovine nalazi tanjurasta hranilica (4) koja ravnomjerno raspoređuje sirovinu po čitavom prstenastom ulaznom otvoru drobilice. Rotacija ekscentrične čahure ostvaruje se pomoću tanjurastih zupčanika (5), pogonske osovine (6) i remenice (7) koja prima snagu od elektromotora.

Pokretni konus (1) sa svojom donjom ovalnom površinom oslanja se na podupirač (8). Radni prostor drobilice obrazuju nepokretni konus (9) i pokretni konus (1). Paralelna zona, koju u donjem dijelu radnog prostora obrazuju površine obloga (10) pokretnog i nepokrentog konusa, omogućava da se u ovim drobilicama postigne stupanj usitnjavanja od 10÷20. U paralelnoj zoni su komadi sirovine izloženi višestrukim aktima usitnjavanja. To omogućava da se dobije ravnomjerniji proizvod po granulometrijskom sastavu i visoki stupanj usitnjavanja. Kod kratkokonusnih Symons drobilica za sitno drobljenje je duljina paralelne zone veća nego kod standardnih Symons drobilica.

Reguliranje veličine otvora za pražnjenje vrši se podizanjem ili spuštanjem nepokretnog konusa (9) po navojnici (11). Kod starijih konstrukcja, okretanje nepokretnog konusa, radi spuštanja ili podizanja po navojnici (11), vrši se pomoću ručnog vitla. Kod novijih konstrukcija se to vrši pomoću hidrauličnog uređaja.

Veza između gornjeg nepokretnog tijela drobilice (12) i donjeg dijela (13) ostvaruje se preko vijaka s oprugama (14). Ovakva veza omogućava zaštitu drobilice prigodom upada metalnih predmeta. Prigodom upada metalnog predmeta, opruge se sabijaju, gornje tijelo s nepokrentnim konusom se podiže, čime se povećava otvor pražnjenja i omogućava prolaz metalnog komada.

Ako je metalni predmet veliki i ne može proći, onda se konus zaklinjuje, a sustav elektrozaštite isključuje motor drobilice. Za odglavljivanje drobilice i odstranjivanje metalnog predmeta, kod suvremenih drobilica ugrađene su hiraulične dizalice pomoću kojih se podiže tijelo s nepokretnim konusom i oslobađa metalni predmet. Na isti način se odglavljuje drobilica kada radni prostor ostane zapunjen uslijed nestanka struje ili drugog nepredviđenogzastoja.

4

Na slici 97 dan je shematski prikaz funkcioniranja hidrauličnogsustava kod Hydrocon drobilice. Donji kraj osovine preko tri prstena oslanja se na klip (1) hidraulične dizalice. Hidrauličnisustav se sastoji od klipa (1), cilindra (2), rezervoara s balonomod neopren gume (3) napunjenog azotom ili nekim drugiminertnim plinom, pumpe za ulje (4) i rezervoara ulja (5).

Kod upada metalnog predmeta u drobilicu, nastali veliki tlak prenosi se preko osovine na klip (1) koji potiskuje ulje u rezervoar (3), sabijajući azotu balonu od neopren gume, a pokretni konus se spušta i omogućava dametalni predmet prođe. Kad metalni predmet prođe, narasli tlak azota u balonu vraća ulje nazad u cilindar, a pokretni konus zauzima prvotnipoložaj.

Smanjenje otvora pražnjenja drobilice vrši se ubacivanjem ulja pomoćupumpe (4) u cilindar (2), a njegovo povećavnje vrši se ispuštanjem ulja izcilindra (2) u rezervoar (5). Reguliranje otvora pražnjenja je brzo i jednostavno. Princip funkcioniranja Hydrocon drobilica

DROBILICE S VALJCIMADrobilica s valjcima se sastoji iz dva međusobno paralelno postavljena valjka (1) koji se okreću jedan nasuprot drugom i gnječenjem drobe sirovinu (slika 99). Valjci su zaštićeni zaštitnim oblogama od mangančelika (2). Razmak između valjaka podešava se pomicanjem ležišta (3) osovine jednog valjka, ležišta osovine drugog valjka su fiksna.

Opruge (4) omogućavaju razmicanje valjaka u slučaju upada metalnih i drugih nedrobljivih predmeta. Drobilice s valjcima su jednostavne konstrukcije, zauzimaju mali građevinski prostor i sigurne su u eksploataciji.Zahvatni kut (α) drobilica s glatkim valjcima je kut koga zaklapaju tangente u dodirnim točkama valjaka i komada (slika 107). Na komad sirovine između valjka djeluju sile tlaka (P) valjka, sile trenja (F) između valjka i komada i sila težine komada (G). Sila težine je zanemariva u odnosu na druge sile.

Veličina drobilica s valjcima označava se promjerom (D) i duljinom valjka (L). Kapacitet drobilica s valjcima (Q) je proporcionalan površini otvora pražnjenja (L b) i obimnoj brzini valjaka (V):

Q = 3600 V L b k ρ, [t/h]

gdje je:

D – promjer valjaka, [m]L – duljina valjaka, [m]b – razmak između valjaka, [m]k – koeficijent rastresitosti proizvoda drobljenja, (k = 0,25 ÷ 0,3)ρ - gustina sirovine, [t/m3]n – broj obrtaja valjka, [min-1].

,60

nDV π= [m/s]

Za drobljenje mekih i žilavih sirovina (ugljevi) koriste se drobilice s nazubljenim valjcima. Drobljenje komada u ovim drobilicama je moguće i pri D = 2d. To omogućava da se one koriste i za krupno drobljenje. Stupanj usitnjavanja u njima je veći i iznosi 4 ÷ 6.

5

Valjkasta drobilicas nazubljenim

valjcima

Udarne drobilicePo konstrukciji osnovnog drobećeg organa, udarne drobilice se dijele na drobilice s gredicama i drobilice s čekićima. Radni prostor ovih drobilica čini slog diskova koji su pričvršćeni na horizontalnoj osovini. Po obodu diskova nalaze se otvori kroz koje su provučene osovine, na koje su slobodno navučeni čekići. Kod drobilica s gredicama na rotoru su kruto pričvršćene gredice. Krupnoća proizvoda drobljenja određena je veličinom otvora rešetke, odnosno širinom zazora (S) između rotora i drobećih ploča kod drobilica s gredicama. Zasun od lanaca štiti od izlijetanja komada iz drobilice:

UDARNE DROBILICE

Drobilica s pokretnim drobećim pločama ili gredicama

Drobilica s čekićima

Usitnjavanje sirovine u ovim drobilicama vrši se udarom čekića (slika 30), odnosno gredica (slika 31) po komadima, kao i udarom komada po zaštitnim oblogama i po drobećim pločama.

6

Udarna drobilica . Reverzibilna čekićar drobilica

Veličina udarnih drobilica označava se promjerom (D) i duljinom (L) rotora (D x L).

Kapacitet udarnih drobilica u mnogo većoj mjeri zavisiod karaktertistika sirovine nego što je to kod drugihdrobilica. Kapacitet zavisi od veličine drobilice, broja

obrtaja rotora, broja i mase čekića, drobljivosti sirovine, sadržaja gline i vlage i stupnja drobljenja. Kapacitet (Q)

se može okvirno odrediti po obrazcu:

,8,0W

NQ = [t/h]

gdje je:N – snaga elektromotora, [kW]W – specifična potrošnja elektroenergije, [kWh/t].

Obimna brzina rotora zavisi od broja čekića (gredica) po obimu rotora i varira od 20÷60 m/s. Brzina se

smanjuje s povećanjem broja čekića. S povećanjem brzine povećava se habanje čekića i obloga i sudjelovanje sitneži u proizvodu drobljenja.

Stupanj drobljenja u udarnim drobilicama može iznositi i do 40, ali je u praksi rijetko veći od 10. Može se regulirati promjenom brzine rotora, veličine otvora rešetke i zazorom između rotora i rešetke ili drobećih

ploča.

Drobilica se sastoji od dva rotora oblika košara koje zahvataju jedna u drugu, a obrću se u suprotnim smjerovima. Rotori su smješteni u kućištu. Šipke rotora, u dva reda u svakom razvijaju maaterijal koji se uvodi kroz centralni bočni otvor kućišta,a izdrobljena materija prazni kroz otvor na dnu kućišta. Veličina drobilice izražava se promjerom i širinom košara. Broj obrtaja rotora iznosi 200-500 o/min za veći i 280-710 o/min za manji rotor. Usitnjava maksimalno do 40 puta.

DezintegratoriDezintegratori su po svom principu rada slične čekićnim drobilicama.Koristie se za drobljenje krtih i vrlo mekih mineralnih sirovina, za ugljen, u briketarnicama ugljena, koksarama, za gline i sl.

7

Protočna drobilica sa jednim nazubljenim valjkom