koncept predavanja - dr. Esad Mulavdić, docent POSTROJENJE - SREDSTVA ZA PROIZVODNJU KAMENOG AGREGATA-GRANULATA ZA POTREBE GRAĐENJA

Transcript

1 TEMA: G) POSTROJENJE - SREDSTVA ZA PROIZVODNJU KAMENOG AGREGATA-GRANULATA ZA POTREBE GRAĐENJA Dva su osnovna načina dobivanja kamenog agregata: a) prirodna nalazišta pijeska i šljunka (vodotoci, jezera, more; geološke naslage - sedimenti bivših mora i jezera, morenski materijal lednika), iz kojih se agregat crpi a zatim se vrši separiranje /razdvajanje na frakcije, sa i bez pranja/ i eventualno predrobljavanje krupnih frakcija, pa separiranje b) iskop stijene u kamenolomima /najčešće miniranjem/ i drobljenje kamena (u više faza), pa separiranje (sa i bez pranja) na frakcije. Prvi je način racionalniji, ali on ozbiljno narušava prirodnu ravnotežu u okolišu, pa se sve manje (nikako!) upotrebljava. Drugi način obuhvata nekoliko faza: - miniranje stijene u kamenolomu (biće obrađeno kao posebna tema u okviru tehnologije) - utovar, transport (već obrađeno) - drobljenje minirane stijene-kamena u drobiličnom postrojenju 'drobilani' - razdvajanje drobljenog agregata na frakcije u postrojenju za separiranje 'separaciji' Faze drobljenja i separiranja su integrirane u tehnološku cjelinu drobilana&separacija, organiziranu na većem prostoru, često na više nivoa, sa dosta pomoćnih građevina i nosivih konstrukcija, opremljenih transportnim uređajnima i sredstvima za izvršenje specijalnih radnih procesa. Takvo kompleksno postrojenje ima karakter stalnog industrijskog pogona. KAMENOLOM DROBILANA & SEPARACIJA minirana stijena transport Primarna drobilica silos separacija vibr.sita sek.dr. t.d. F3 F0 F1 F2 mlin F4 F5 G.1. MAŠINE ZA DROBLJENJE KAMENA Zahtjevi za kvalitetnim granulometrijskim sastavom nameću potrebu da se kamen drobi u više faza: - primarno drobljenje ('zrna' krupnoće do 300 (500) mm se usitnjavaju do veličine mm; stepen/odnos usitnjavanja 1:3 do1:20.) Koriste se slijedeća sredstva: o čeljusne drobilice (1:5-1:7 sa klatnom, 1:5-1:10 udarne) o konusno-čeljusne drobilice (1:12 do 1:20) - sekundarno drobljenje (krupnija zrna iz primarne drobilice se dodatno usitnjavaju na mjeru standarnih veličina zrna za betone 0-32mm tako da se dobiju i najsitnije frakcije ali obično dominiraju krupnije frakcije, i prisutan je deficit sitnih frakcija; stepen/odnos usitnjavanja 1:3 do 1:10.) Koriste se slijedeća sredstva : o obične čeljusne drobilice male (1:3-1:4 obične) - granulatori o kružne (konusne) drobilice (1:6 do 1:10) o čeljusne udarne drobilice (1:5 do1:10) - tercijarno drobljenje /korekcija, kompenzacija/ (to je fino drobljenje=mljevenje krupnijih frakcija sa ciljem dobivanja dovoljne količine finih frakcija; stepen/odnos usitnjavanja 1:5 do 1:20.) Koriste se različiti mlinovi: sa valjcima (1:4);sa kuglama(1:100);sa šipkama (1:50);mlinovi čekićari (1:30); žirosfere str.1

2 G.1.1. Čeljusne drobilice: obične, sa klatnom, udarne 1 NAZIV ČELJUSNA DROBILICA SA KLATNOM 2 HISTORIJAT Nastala kao varijanta obične čeljusne drobilice (čija čeljust ima kretanje po eliptičnoj putanji), tako da se pokretna čeljust kreće kao klatno 3 NAMJENA Primarno drobljenje kamena - nosivi dio: postolje sa fiksnom i pokretnom čeljusti, klatnom, zamašnjakom i pogonskim motorom - pokretni dio: pokretna čeljust sa klatnom - pogon: elektromotor - transmisija: elektromagnetska (motor) I mehanička (vratilo) - radni organ: par čeljusti nepokretna i pokretna - obloga čeljusti rebrasta; spec. Čelik velike čvrstoće Mn - stepen usitnjavanja 1:5 do 1:7 - broj obrtaja u minuti - snaga pogonskog motora, prema učinku: 0,34-1,1 kw/ 1m 3 /h - kapaciteti učinci 1,5-2,2 m 3 /toni konstrukcije - upravljanje: elektromehaničko - priprema za rad - predradnje i start: opći pregled, stanje obloga, opruga, uključivanje motora i proba rada, - rad: sekvencijalno-kontinuirani rad; statičko djelovanje - završne radnje i isključivanje: opći pregled, stanje obloga, podmazivanje; - Osigurati kontinuiranu dostavu kamenog materijala, selekciju prevelikih 'zrna' gruba rešetka, prihvatni silos kamena, dodavačdozator, eventualno transporter; predvidjeti odvajanje prljavog i prašinastog materijala, da ne 'zagušuje' drobilicu mehaničkim odvajanjem (rešetka) ili čak ispiranjem! 8 - Učinak: U p = 0,03*kr*kv*n*b*s*(d+e)*γ/tgα kr=koef. rastresitosti stijene (0,3-0,7), kv=k.iskor.vremena (0,8-0,9) n=broj obrtaja [o/min], b=širina čeljusti [cm], s=hod pokretne čeljusti [cm], d=max. Otvor čeljusti (e+s) [cm], e=min. Otvor čeljusti [cm], γ=spec. Težina materijala [N/cm 3 ] α=ugao naklona između čeljusti. - samostalnost / ovisnost o drugim mašinama: samostalna mašina - položaj u lancu za izvršenje radova: na početku proizvodnog lanca str.2

3 G.1.2. Konusne drobilice: čeljusno-konusna; kružna 1 NAZIV KRUŽNA KONUSNA DROBILICA 2 HISTORIJAT Pojava uslovljena potrebom kontin. gnječenja drobljenja kamena. 3 NAMJENA Naročito prikladna za sekundarno drobljenje; dobra i za tercijarno (žirosfera). Čeljusno-konusna drobilica je za primarno drobljenje. - kućište-plašt, unutar kojeg je radni organ zvono - mobilni dio: zvono sa osloncem na polusfernom zglobu i ekscentr. Vezanom osovinom - pogon: elektromotor; transmisija: mehanička (vratilo) - radni organ: sistem pokretno zvono + plašt! (ruč. mlin za kahvu) 8 PRORAČUNA UČINKA I UTROŠKA POGONS - obloga od spec. čelika velike tvrdoće Mn - Stepen usitnjavanja 1:6 do 1:10 - Broj obrtaja u minuti - snaga pogonskog motora, prema učinku: 1,4-1,9 kw/ 1m 3 /h - kapaciteti učinci 1,0-2,3 m 3 /toni konstrukcije - priprema za rad - predradnje i start: opći pregled, stanje obloga, opruga, uključivanje motora i proba - rad (shema djelovanja): kontinuirani rad; statičko djelovanje sa izvjesnim dinamičkim efektom - završne radnje i isključivanje: opći pregled, stanje obloga, podmazivanje; - Osigurati kontinuiranu dostavu kamenog materijala putem transportera, sa dodavačemdozatorom - Učinak: U p = 60*Q*n*kr*kv Q=1/2*(2e+s)*h*π*Ds, gdje je 2e+s=max. Otvor čeljusti, h=s/(tgα1+tgα2), αi-uglovi izm.plašta i vertikale, Ds=srednji prečnik, n=broj obrtaja [o/min], kv=koef. rastresitosti stijene (0,3-0,7), kv=k.iskor.vremena (0,8-0,9) - samostalnost / ovisnost o drugim mašinama: mašina je dio sistema za drobljenje kamena i vrši sekundarno drobljenje - položaj u lancu za izvršenje radova 1. primarno drobljenje 2. silos/transporter/sito 3. sekundarno drobljenje 4. sito str.3

4 G.1.3. Mlinovi: sa valjcima, šipkama, kuglama, čekićari-udarni 1 NAZIV MLINOVI ČEKIĆARI 2 HISTORIJAT Osnova ove mašine je korištenje dinamičkog udara za razbijanje komada kamena. Na rotor sa čekićima koji se vrti velikom brzinom u kućištu, sipa se kamen i tako dolazi do drobljenja. 3 NAMJENA Tercijarno drobljenje usitnjavanje kamenog materijala. 8 PRORAČUNA UČINKA I UTROŠKA POGONS SKICIRATI OKRUGLI I ČETVRTASTI MLIN SA PREPREKAMA - masivno kućište sa rotorom, ulaznim otvorom gore i izlaznim otvorom-rešetkom dolje - mobilni dio: rotor sa čekićima (fiksnim ili radijalno pokretnim) - pogonski motor: elektro-motor - transmisija: elektromagnetska+mehanička (vratilo) - radni organ: sistem rotor sa čekićima + unutarnja obloga kućišta (i dodatne obloge!)=> kao električni mlin za kahvu!!! - obloga od spec. čelika: Cr-Si ili Cr-Mn - Stepen usitnjavanja 1:20 do 1:30 - Broj obrtaja u minuti; obodna V=30-50m/s - snaga pogonskog motora, prema učinku: 1,1-1,3 kw/ 1m 3 /h - kapaciteti učinci 2,5-4,0 m 3 /toni konstrukcije - priprema za rad - predradnje i start: opći pregled, stanje obloga, uključivanje motora i proba rada, - rad (shema djelovanja): kontinuirani rad; dinamičko djelovanje - završne radnje i isključivanje: opći pregled, stanje obloga, podmazivanje; - Osigurati kontinuiranu dostavu kamenog materijala putem transportera, sa dodavačem-dozatorom - Učinak: U p = (30-40)*D*B*kv D=prečnik mlina [m] B= širina rotora [m] kv=k.iskor.vremena (0,8-0,9) - samostalnost / ovisnost o drugim mašinama: mašina je dio sistema za drobljenje kamena i vrši tercijarno drobljenje - položaj u lancu za izvršenje radova 1. sekundarno drobljenje 2. silos/transporter/sito 3. tercijarno drobljenje 4. sito str.4

5 G.2. MAŠINE - UREĐAJI ZA SEPARIRANJE (RAZDVAJANJE) DROBLJENOG KAMENOG MATERIJALA a) mehaničko razdvajanje prosijavanje, po suhom ili mokrom postupku: rotaciona (s,m), vibraciona (s,m), rezonantna (s), sita sa štapovima b) hidrauličko razdvajanje uz pomoć toka vode: dehidratori - hidroklaseri, hidraulični separatori: okomiti tok, vodoravni tok, rotacioni/centrifugalni tok G.2.1. Rotaciona sita-rešeta sa koso položeno osovinom 1 NAZIV ROTACIONA SITA 2 HISTORIJAT Umjesto pojedinačnih sita i ponavljanja ciklusa prosijavanja, sita su integrirana u cjelinu, a proces prosijavanja se odvija kontinuirano, uz korištenje sile gravitacije; sve manje u upotrebi zbog nedovoljnog učinka i glomaznosti... 3 NAMJENA Istovremeno razdvajanje materijala na frakcije kamenog materijala. 8 PRORAČUNA UČINKA I UTROŠKA POGONS - postolje sa dobošem ležajevima i pogonskim motorom - mobilni dio: blago nagnuti (oko 10%) doboš - pogonski motor: elektro-motor - transmisija: elektromagnetska+mehanička (frikcioni ležajevi) - radni organ: doboš sa integriranim sitima - veliki gabariti: D=1-1,5m; L=4-6m - ima 3 ili 4 sita (za 3 ili 4 frakcije), Mn-čelik - broj obrtaja u minuti; - nedovoljna iskorištenost površine sita (1/4-1/6) i fina sita izložena većem habanju! - snaga pogonskog motora, prema učinku: 0,2 0,35 kw/ 1m 3 /h - kapacitet specif. učinak 0,3-2,0 m 3 /m2 površine sita (15m2) - priprema za rad - predradnje i start: opći pregled, stanje obloga ili sita, uključivanje motora i proba rada, - rad (shema djelovanja): kontinuirani rad; - završne radnje i isključivanje: opći pregled, stanje obloga/sita, podmazivanje ležajeva; - Osigurati kontinuiranu dostavu kamenog materijala putem transportera, sa dodavačem-dozatorom - Materijal mora biti sa odgovarajućom vlažnošću i čist! - Učinak: U p = 0,6*γ*n*tg2α* (R 3 *h 3 )*kv n=broj obrtaja sita α=ugao nagiba sita R=poluprečnik doboša [m] h= najveća debljina sloja materijala unutar doboša [m] kv=k.iskor.vremena (0,8-0,9) str.5

6 - samostalnost / ovisnost o drugim mašinama: mašina je dio sistema za separiranje drobljenog kamena - položaj u lancu za izvršenje radova: 1.silos 2.transporterdozator 3. sito G.2.2. Vibraciona sita-rešeta u bloku 1 NAZIV VIBRACIONA SITA 2 HISTORIJAT U istom mehaničko-kinematičkom sklopu - ramu se nalazi više sita postavljenih jedno nad drugim, a proces prosijavanja se odvija kontinuirano, uz korištenje sile gravitacije i prinudno mehaničko vibriranje; sve više u upotrebi i zbog učinka i zbog manjeg zauzimanja prostora. 3 NAMJENA Istovremeno razdvajanje materijala na frakcije kamenog materijala. - pravougaoni ram sa 1-3 reda sita, pogonskim motorom, vibratorom, mehanizmima i oprugama - mobilni dio: blago nagnuti (oko 15%-25%) ram sa sitima na kojem je fiksiran vibrator - pogonski motor: elektro-motor - transmisija: elektromagnetska+mehanička (klinasti kaiševi) - radni organ: ram sa sitima - mali gabariti: axb = 0,5x1,0 do 1,2-4m - ima 3 ili 4 sita (za 3 ili 4 frakcije), sa okruglim(rešeta) ili kvadratnim (sita) rupama; Mn-čelik - broj vibracija u minuti; - hod- 2x(amplituda) ekscentra iznosi 4-10mm - snaga pogonskog motora, prema učinku: 0,01 0,015 kw/ 1m 3 /h - kapacitet mnogo veći nego kod rotacionih - priprema za rad - predradnje i start: opći pregled, stanje sita / rešeta, uključivanje motora i proba rada, - rad (shema djelovanja): kontinuirani rad; - završne radnje i isključivanje: opći pregled, stanje sita, podmazivanje ležajeva; provjera spojeva... - Osigurati kontinuiranu dostavu kamenog materijala putem transportera, sa dodavačem-dozatorom - Materijal mora biti sa odgovarajućom vlažnošću i čist! - ČESTO SE NA VIBRACIONIM SITIMA VRŠI PRANJE DROBLJENOG MATERIJALA! (mokri postupak) str.6

7 8 PRORAČUNA UČINKA I UTROŠKA POGONS - Učinak: nema empirijskog obrasca - samostalnost / ovisnost o drugim mašinama: mašina je dio sistema za separiranje drobljenog kamena - položaj u lancu za izvršenje radova: 1.silos 2.transporterdozator 3. sito G.2.3. Uređaj: Hidraulični separator sa vertikalnim protokom 1 NAZIV HIDRAULIČNI SEPARATOR 2 HISTORIJAT Spoznaja da tok vode može nositi čestice čvrstog materijala (što veća brzina, to krupnije čestice), a da gravitacija djeluje suprotno, dovela je do patentiranja različitih rješenja razdvajanja relativno krupnijih čestica (1-4mm do 0,02 1 mm) od ostatka vode i sasvim sitnih/finih čestica (0,02-1mm ili ispod 0,02mm). Kod ovog sistema tok vode je usmjeren odozdo naviše i može da nosi finije čestice, dok krupnije, pod djelovanjem gravitacije padaju na dno! 3 NAMJENA Odvajanje čestica krupnoće 1-4mm od čestica 0,0-1mm (ova frakcija skupa sa vodom obično ide na hidrociklon, radi odvajanja podfrakcije 0-0,02 i 0,02-1mm). - vertikalni cilindar ili konus sa dovodima za materijal i za vodu - mobilni dio: nema- - pogonski motor: nema; pogon je voda pod određenim pritiskom koju stvara pumpa na elektropogon - transmisija: nema (voda pod pritiskom minus- gravitacija) - radni organ: cilindar s otvorima za materijal i vodu - materijal se uvodi posebno, a voda posebno (varijanta sa prelivom: voda se miješa sa česticama materijala 0-4mm u omjeru 9:1 i uvodi u uređaj ) - pritisak vode oko 1 atm; - kapacitet relativno mali 1-3m3/h - upravljanje elektro-mehaničko str.7

8 8 PRORAČUNA UČINKA I UTROŠKA POGONS - priprema za rad - predradnje i start: opći pregled, proba rada, - rad (shema djelovanja): kontinuirani rad; - završne radnje i isključivanje: opći pregled, ispiranje cilindarkonusa, provjera spojeva... - Osigurati kontinuiranu dostavu kamenog materijala putem transportera, sa preciznim dodavačem-dozatorom - Učinak: nema empirijskog obrasca - za pumpu na elektropogon: E=(N*Kas)/(cosϕ*η); Kas=0,8-0,9 [kwh] - samostalnost / ovisnost o drugim mašinama: uređaj je dio sistema za separiranje drobljenog kamena - položaj u lancu za izvršenje radova: 1.silos 2.transporterdozator 3. hidroseparator G.3. MOBILNI UREĐAJI ZA DROBLJENJE I SEPARIRANJE KAMENOG MATERIJALA a) Pokretna drobilica (tipa PARR, KRUPP i sl.) b) Pokretna separacija (tipa TESAB, HAZEMAG i sl.) U osnovi ovih uređaja je šasija, riješena kao prikolica za transport, a na njoj su fiksirani neophodni elementi za izvršenje procesa: - kod pokretne drobilice prihvatni silos, gruba rešetka, primarna čeljusna (nekad i sekundarna konusna!) drobilica, sa integriranim transportnim trakama za materijal - kod pokretne separacije postolje sa sklopom vibracionih sita i odrgovarajućim transportnim trakama za materijal Često u sklopu mobilnih postrojenja ima i dodatnih mlinova-kompenzatora, koji se dograđuju na osnovnu 'konfiguraciju'. Pogon postrojenja je električni, a proizvodnja struje (ako već nema mrežne) vrši se dizel generatorima / 'agregatima'. G.4. UTJECAJ POSTROJENJA ZA DROBLJENJE I SEPARIRANJE KAMENOG MATERIJALA NA OKOLINU Ovo postrojenje najviše utječe na okolinu kroz emisiju prašine (suhi postupak) - kod drobilana je neizbježno - pa se koriste sistemi vodenih zavjesa, ili pak kroz 'proizvodnju' i nedopušteno ispuštanje muljevite vode /taloženje mulja/ (mokri postupak). Drugi postupak je tehnički uvjetovan potrebom za čistim materijalom (kod betona naročito) i sve više je u upotrebi. Kod suhog postupka, ukoliko nema problema sa nešistoćom agregata, moguće je izolirati radna mjesta i instalirati usisivače sa ciklonskim-centrifugalnim taložnikom (ili filterom) za prašinu. Kod mokrog postupka, obavezno je igraditi zatvoreni sistem za prihvatanje muljevite vode, taloženje mulja, ponovno crpljenje i upotreba (iste) vode za pranje agregata. Istaloženi mulj se povremeno uklanja (a koristi se u tehničke svrhe: kao čep kod minskih rupa, zasip za cijevi i sl.) str.8