انواع سنگ شکن

[P O U R I A]

انواع سنگ شکن:

الف:سنگ شکن های متحرک (MOBILE CRUSHER)​

ب:سنگ شکن های ثابت (STATIONARY CRUSHER)​

انواع سنگ شکن های مورد استفاده در سیمان عبارت اند از:
سنگ شکن فکی ، مخروطی ، ضربه ای ، چکشی و استوانه ای که نوع کاربرد هریک بستگی به جنس مواد دارد.سنگ شکن های ثابت در ابتدای خط تولید قرار دارد. مواد اولیه به وسیله کامیون در داخل قیف این سنگ شکن ها تخلیه می شوند و بعد از خرد شدن به وسیله نوار نقاله راهی سالن ذخیره می شوند.


انواع سنگ شکن ثابت :

1. سنگ شکن فکی Jaw Crusher
2. سنگ شکن چرخشی Gyratory Crusher
3. سنگ شکن مخروطی Cone Crusher
4. سنگ شکن چکشی hammer crusher
5. سنگ شکن فشاری Impact Crusher
6. سنگ شکن غلطکی Roll Crusher

سنگ‌شکن فکی
سنگ‌شکن فکی از یک فک ثابت و یک فک متحرک تشکیل شده است. حرکت فک متحرک از طریق یک شافت خارج از مرکز که توسط تسمه و پولی به موتور متصل است تامین می‌شود. با حرکت فک مواد تحت تاثیر نیروی فشاری ( و گاه ضربه‌ای یا برشی) قرار می‌گیرند و خرد می‌شوند. فاصله بین دو فک در قسمت فوقانی را دهانه و فاصله بین دو فک در قسمت تحتانی دستگاه را گلوگاه می‌نامند.

​

 

[P O U R I A]

سنگ شکن چرخشی Gyratory Crusher
سنگ‌شکن چرخشی معمولا از دو مخروط ناقص تشکیل شده است که مخروط خارجی بدنه ثابت و مخروط میانی هسته مرکزی این سنگ‌شکن را تشکیل می‌دهند و در اصل در هر حالت مشابه سنگ‌شکن فکی عمل می‌کند. هسته مرکزی حرکت چرخشی دارد و در هر لحظه در یک طرف بین هسته مرکزی و بدنه عمل خردایش انجام می‌گیرد و در همان لحظه و در طرف دیگر بین هسته و بدنه فاصله قابل توجهی وجود دارد و مواد به تدریج وارد این قسمت می‌شوند.

​

 

[P O U R I A]

سنگ شکن مخروطی Cone Crusher
از جمله انواع سنگ‌شکن‌های چرخشی است ولی از جهاتی با آن متفاوت است، که از جمله می‌توان به سرعت بیشتر و افزایش بسیار زیاد زاویه هسته مخروطی و به موازات آن انحنا داخلی بدنه اشاره کرد.

 

[P O U R I A]

 

[P O U R I A]

 

[P O U R I A]

سنگ شکن غلطکیRoll Crusher
به وسیله یک یا چند استوانه سنگین با سطح صاف یا آجدار صورت می‌گیرد. حرکت استوانه‌های روبرو در خلاف جهت یکدیگر و سرعت چرخشی آن‌ها مساوی و یا نزدیک به هم است. فاصله بین دو استوانه‌ها قابل تنظیم است. اساس کار این سنگ‌شکن‌ها بر مبنای اصطکاک بین سنگ و استوانه‌ها استوار است. با توجه به‌این که این سنگ‌شکن‌ها از نظر تعداد غلطک متنوعند.

 

[P O U R I A]

سنگ‌شکن ضربه‌ایImpact Crusher
سنگ‌شکن ضربه‌ای از یک روتور که دارای تعدادی پره است و با سرعت زیاد دوران می‌کند، تشکیل شده است. نقش پره‌ها پرتاب قطعات بار ورودی به طرف جدار داخلی سنگ‌شکن است. بر روی جدار داخلی دستگاه نیز تعدادی سپر که از جنس فولاد منگنزدار می‌باشد نصب شده است. این سپرها نقش مانع را ایفا می‌کند و قطعات بار ورودی در اثر برخورد با آنها خرد می‌شوند.

 

[P O U R I A]

 

[P O U R I A]

سنگ شکن چکشیhammer crusher
پروسۀ خرد ایش در یک سنگ شکن چکشی به سبب چرخش و دوران چکشهای ما بین روتور و کوبیدن بر روی سندان انجام می شود.

 

[P O U R I A]

انواع دستگاه های سنگ شکن

انواع دستگاه های سنگ شکن

چکیده
اولین مرحله از هر کارخانه فرآوری مواد معدنی، خردایش می باشد. به دلیل درگیری ذرات با ارزش با کانی های باطله، نیازمند خردایش مواد هستیم تا بتوان پیوند فیزیکی بین ذرات شکسته و آزاد سازی ذرات با ارزش انجام گیرد. با توجه به ابعاد قطعات معدنی، عموماً فرآیند آزادسازی ذرات باارزش در دو مرحله خردایش و نرمایش صورت می گیرد. بدین صورت که محصول سنگ شکن ها وارد مدار آسیا کنی شده تا به درجه آزادی مطلوب برسد. در این تحقیق به بررسی تجهیزات سنگ شکنی و آسیا کنی مورد استفاده در کارخانه های فرآوری مواد پرداخته می شود.


اصول خردایش
اکثر کانی ها، ماهیتی بلورین دارند و اتم ­هایشان با آرایش منظم قرار گرفته­اند. نحوه قرار گرفتن این اتم ­ها و آرایش و ساختار آن ها تابع ابعاد و نوع پیوند های شیمایی و یا فیزیکی است که آن ها را به هم متصل کرده است. در شبکه بلورین کانی­ها، این نوع پیوندهای بین اتمی در فواصل کوتاهی مؤثرند و اگر تحت تأثیر تنش کششی قرارگیرند، شکسته می شوند. چنین تنش­هایی ممکن است در اثر نیروهای کششی و یا فشاری ایجاد شوند .

شکل ۳-۱.واکنش یک شبکه بلورین در اثر تنش­های فشاری و کششی​

اگر سنگ­ ها تحت تأثیر فشار یکنواخت قرار گیرند، تنش ­های داخلی آن ها الزاماً توزیع یکنواختی نخواهد داشت زیرا سنگ از کانی­های متفاوتی تشکیل شده است که محتوی دانه ­هایی با ابعاد گوناگون است. توزیع تنش در داخل سنگ به خواص مکانیکی کانی­های موجود در سنگ بستگی دارد. به عنوان مثال، شکاف ­ها و یا حفره ­های موجود در سنگ به عنوان مکان های تمرکز تنش عمل می کنند.

شکل۳-۲. تمرکز تنش در نوک شکاف ­ها​

مطالعات انجام شده در این زمینه نشان می دهد که میزان افزایش تنش در چنین نقاطی متناسب با ریشه دوم طول شکاف است و در نتیجه برای طول شکاف، حد بحرانی وجود دارد که به ازاء آن، افزایش تنش در نوک آن شکاف برای شکستن پیوند اتمی کافی است. بنابراین شکسته شدن پیوند، طول شکاف را زیاد می­کند و باعث افزایش تمرکز تنش شده و در نتیجه با پیشرفت سریع شکاف سنگ شکسته می شود. لذا بررسی و تشریح خردایش بدون توجه به ساختمان داخلی سنگ امکان پذیر نیست. در تئوری­های خردایش، به نوع پیوندهای یونی، کووالانسی و عوامل مشابه آن توجهی نشده است. این تئوری­ ها با فرض این­که کلیه کانی­ها ترد و شکننده اند، عنوان شده اند و در مورد کانی­هایی که خاصیت الاستیک یا پلاستیک دارند اشاره­ای نشده است. انتشار ترک در صورتی­که بر مرزهای کریستالی برخورد کند متوقف می­شود و به همین دلیل سنگ­های ریزدانه از سنگ­های درشت دانه مقاوم ­تر هستند. ذرات معمولاً شکل منظمی ندارند و وقتی که تحت تأثیر فشار قرار می­گیرند فشار در آن ها یکنواخت توزیع نمی شود. بلکه این توزیع به صورت نقطه­ای و یا در سطوح کوچکی انجام می­گیرد. بنابراین وقتی یک قطعه نامنظم تحت تأثیر فشار قرار می­گیرد، محصول به دست آمده دو محدوده دانه ­بندی ریز و درشت دارد. ذرات درشت بر اثر کشش القایی و ذرات ریز در نقطه تماس فشار (شکست برشی) تولید می­شوند. میزان ذرات ریز (نرمه) را می­توان با کاهش سطح فشار به حداقل رساند. بنابراین برای دست یابی به چنین وضعیتی، سنگ باید در سنگ شکن هایی که سطوح شکننده شیاردار دارند خرد شود. لازم به ذکر است که آهنگ انرژی مصرف شده ضمن عملیات خردایش در حضور آب کاهش می یابد و این آهنگ با افزایش افزودنی­ هایی مانند آهک به محیط آسیا، شدت می یابد. این امر ناشی ازکاهش انرژی سطحی است که با افزایش جذب در سطح ذرات افزایش می یابد. بنابراین با افزایش افزودنی ها به محیط آسیا و نفوذ آن ها درون ترک و شکاف موجود در سنگ، مقاومت پیوند در نوک ترک قبل از متلاشی شدن سنگ کاهش می یابد.

باند (Bond) متذکر تمام برتری­های ماشین­های خردکننده­ای می شود که مواد را توسط نیروی کششی خرد می­کنند. وی اظهار می­دارد که مصرف انرژی در این حالت یک هزارم حالتی است که مواد تحت نیروی فشار خرد می شوند.

 

[P O U R I A]

۳-۲- تئوری خردایش
تئوری خردایش بیانگر رابطه بین انرژی مصرف شده و میزان خردکردن است. برای خردکردن مواد قوانین مختلفی تدوین شده است ولی هیچ یک جامعیت لازم را ندارند و با اشکالات عمده­ای مواجه اند. از آن­جا که بیشتر انرژی مصرف شده صرف کارهای دیگری می شود و فقط بخشی از انرژی به مصرف خردکردن می رسد، لذا انتظار می رود که بین انرژی مصرف شده و سطح جدید ایجاد شده ارتباطی وجود داشته باشد و این ارتباط زمانی تحقق می یابد که میزان انرژی مصرف شده برای ایجاد سطح جدید، به طور جداگانه قابل محاسبه باشد.

فرآیند خردایش یکی از مهم ترین و اساسی­ترین فرآیندهای صنعتی است و طی آن وسایل بسیار سنگین و گران قیمت با هزینه­های نگهداری و عملیاتی سنگین و پرهزینه از لحاظ مصرف انرژی به کار گرفته می­شود، این فرآیند به طور متوسط ۵۵ تا ۷۵ درصد کل هزینه های سرمایه گذاری و ۳۰ تا ۶۰ درصد هزینه های عملیاتی را شامل می شود. بازدهی مکانیکی این وسایل بسیار پایین و در حد کمتر از یک درصد است و بیش از ۹۹ درصد انرژی به شکل­های مختلف به شرح زیر به گرما تبدیل می شود.

– ۳/۴ درصد اصطکاک پیچ­ها
– ۸ درصد تلفات دنده ها
– ۴/۶ دصد تلفات ناشی از گردش استوانه آسیا
– ۳۱ درصد گرمای جذب شده به وسیله چرخه هوا
– ۶/۴۷ درصد گرمای جذب شده به وسیله محصول تولید شده
– ۶/۰ درصد انرژی تئوری مصرف شده برای خردایش
– ۴/۲ درصد به شکل­های دیگر​

 

[P O U R I A]

فرآیند سنگ شکنی
عملیات خرد کردن مواد از ابعاد اولیه خارج شده از معدن تا به دست آورن ابعاد مناسب برای ورود به آسیاها توسط وسایلی انجام می شود که به آن ها سنگ شکنمی­گویند.با توجه به محدودیت کاربرد و نسبت خردکردن در سنگ شکن ها، این عملیات در مراحل متعدد انجام می شود. عموماً عملیات سنگ شکنی به صورت خشک بوده و در ۲ یا ۳ مرحله انجام می شود. در نخستین مرحله (سنگ شکنی اولیه) قطعات بزرگ حاصل از آتشباری و یا با ابعاد طبیعی تا حدی که ابعاد آنها برای حمل توسط وسایل رایج حمل و نقل (نوار نقاله، …) و انتقال به مرحله بعدی (سنگ شکن ثانویه) مناسب باشد، خرد می شوند. در مراحل بعد نیز محصول مرحله قبل با نسبت خردایشی که برای ورود به آسیاها مناسب باشد، خرد می شود. حدود ابعاد بار اولیه و محصول خرد شده در هر یک از این مراحل در جدول ۱ آمده است.

جدول۱. مراحل مختلف خرد کردن و اصطلاحات رایج برای آن ها​

طبقه بندی	حداکثر ابعاد بار اولیه (mm)	حداکثر ابعادمحصول (mm)	وسیله خرد کردن
قطعه قطعه کردن	۵۰۰< تا ۱۵۰۰<	۵۰۰> تا ۱۵۰۰>	انفجار، ضربه، …
سنگ شکنی اولیه	۱۵۰۰ تا ۵۰۰	۱۶۰ تا ۶۲۵	سنگ شکن فکی، ژیراتوری، ضربه ای
سنگ شکنی ثانویه	۶۲۵ تا ۵۸	۱۹ تا ۱۰۰	سنگ شکن مخروطی استاندارد

استوانه ای دندانه دارسنگ شکنی مرحله سوم۱۵۲ تا ۱۹۱۰ تا ۲۵سنگ شکن مخروطی سرکوتاه، استوانه ایآسیا کردن اولیه۵۰ تا ۱۰۲آسیای میله ای، گلوله ای، چکشیآسیا کردن ثانویه۵ تا ۵/۰۰۴/۰ تا ۲/۰آسیا گلوله ای، ارتعاشیمیکرونیزاسیون۲۰۴/۰میکرونیزورها

در اکثر عملیات ها، برنامه زمان بندی سنگ شکن های اولیه مشابه برنامه زمان بندی استخراج است.اگر این عملیات در زیر زمین صورت گیرد، مسئولیت آن با گروه استخراج و چنان چه در سطح معدن انجام شود بر عهده گروه فرآوری مواد است.به دلیل تأخیر مربوط به بخش بارگیری و باربری (بار اولیه) و نیز تأخیر مربوط به سنگ شکن ها، مدت زمان مفید کار این وسایل با ضریب ۷۵ درصد در نظر گرفته می شود. یکی از مشخصات هر سنگ شکن « نسبت خردایش» در آن است. نسبت خردکردن واقعی خارج قسمت بزرگ ترین قطعات بار اولیه به بزرگ ترین قطعات محصول خرد شده است. در اکثر موارد این نسبت معادل خارج قسمت بزرگ ترین قطعات موجود در بار اولیه به گلوگاه سنگ شکن در حالت باز در نظر گرفته شده است. این مقدار همواره از نسبت خردکردن واقعی بزرگتر است. در بسیاری از موارد نسبت خردکردن معادل خارج قسمت دهانه سرندهایی است که به ترتیب ۸۰ درصد بار اولیه و ۸۰ درصد محصول خرد شده از آن ها عبور می کنند، در نظر گرفته شده است. این مقدار به نسبت خردکردن واقعی نزدیک تر است و همان طور که در مقدمه گفته شد، برای محاسبه انرژی لازم برای عملیات خرد کردن (قانون باند) نیز از آن ها استفاده می شود. البته نسبت ابعاد بار اولیه قابل پذیرش در یک سنگ شکن (دهانه) به ابعاد محصولی که از آن خارج می شود (گلوگاه) نیز نسبت خردایش نامیده می شود.این نسبت وابسته به تنشی است که دستگاه طی عملیات خردکردن تحمل میکند و پارامترهای دیگری مانند میزان مواد معدنی، درصد فضای خالی، سفتی ماده معدنی، زاویه بدنه و عامل خردکننده دستگاه و سرعت آن نیز در این نسبت مؤثرند. قبل از سنگ شکن ها مخازنی طراحی می شود که هدف اصلی از طراحی آن ها، خوراک دهی یکنواخت به سنگ شکن هاست.

 

[P O U R I A]

تاریخچه پیدایش و استفاده از سنگ شکن ها
توسعه ماشین­های خردایش در دو قرن گذشته اتفاق افتاده و به احتمال زیاد در Cornwall و انگلستان شروع شده است. در اوایل ۱۸۰۶ در انگلستان از غلتک­هایی برای خردکردن مواد استخراج شده از معادن استفاده می شده است. از آن زمانی که این تجهیزات علاوه بر شکنندگی و خرد کنندگی سودهای دیگری به دنبال آورده مورد توجه قرار گرفتند. جستجو و فرآوری طلا در شمال امریکا حرکتهای قابل مشاهده­ای در توسعه ماشین­های خردایش در سال ۱۸۴۰ به دنبال آورد. سنگ شکن های فکی در انواع مختلف توسعه داده شدند و به طور وسیعی در نیمه قرن ۱۹ مورد استفاده قرار گرفتند. بیش از ۷۰ نوع سنگ شکن فکی تا انتهای قرن گذشته در سراسر جهان طراحی شده است. معمولی ترین نوع سنگ شکن فکی براساس طرحی که توسط Eliblake در سال ۱۸۵۸ انجام شده بود ارائه گشته که این ماشین با بازوی مضاعف کار می کرد. سنگ شکن های چرخشی توسط James Rutter در سال ۱۸۹۶ طراحی گردید. این ماشین ضعف­ های آشکاری داشت و هرگز برای کارهای تجاری ساخته نشد. اولین طرح سنگ شکن چرخشی تجاری در سال ۱۸۷۸ توسط Charls brown طراحی گردید و اولین واحد آن در سال ۱۸۸۱ فروخته شد. برتری که این سنگ شکن های ژیراتوری از لحاظ توان تولید نسبت به سنگ شکن فکی داشت، آن را قابل رقابت با سنگ شکن فکی کرده بود. به منظور خردایش ذرات ریزتر، سنگ شکن های ژیراتوری و فکی با هم تطبیق داده شدند و با تغییراتی که در فضاهای خردایش به وجود آوردند، سرعت­های بالاتر خردایش به وجود آمد. سنگ شکن های مخروطی از نوع ژیراتوری نتیجه شدند. خردکننده های غلتکی تک بازویی برای مواد چسبنده که توسط سنگ شکن های فکی نمی توانند خرد شوند، ساخته شدند. صورت پیشرفته این ماشین­ها در ۱۸۶۴ توسط Thomas ارائه شدند.


انواع دستگاه های (وسایل) سنگ شکنی

مهمترین سنگ شکنهای درشت ، متوسط و ریز (درشت، متوسط و ریزی از نظر مرحله به کارگیری و دانه بندی ورودی می باشد) به صورت جدول ۲ طبقه بندی میشوند.

جدول۲. انواع سنگ شکن ها​

سنگ شکن های ریز​	سنگ شکن های متوسط	سنگ شکن های درشت
آسیی Buhrstone	سنگ شکن غلتکی	سنگ شکن فکی stag
آسیی غلتکی	سنگ شکن دیسکی	سنگ شکن فکی
آسیی پاندولی NEI	آسیی لبه دار	سنگ شکن ژیراتوری
آسیی گریفن	آسیی چکشی	دیگر سنگ شکن های درشت
آسیی غلتکی حلقوی	سنگ شکن غلتکی تک مرحله ای
آسیی گلوله ای	آسیی محوری
آسی لوله ای	سنگ شکن دیسکی سیمونز
آسیی هاردینگ
آسیی Babcock

 

[P O U R I A]

سنگ شکن های درشت
سنگ شکن فکی که در شکل ۱ نشان داده شده است دارای یک فک ثابت و یک فک متحرک است که از محور بالایی خود پیچ شده و از پایین با سرعت مشخصی نوسان می کند. از آنجایی که بیشترین جابجایی در قسمت انتهایی آن می باشد بسیار کم اتفاق می افتد که سنگ شکن چوک کند. قطعات درشت تر از دهانه ممکن است خرد نشده و تحت یک زاویه درگیری خاص به پیرون پرتاب گردند. بیشترین نیروی فشاری بر روی قطعات در قسمت بالا اعمال می شود. معمولا سنگ شکن مجهز به سیستم هیدرولیکی بوده که از آن محافظت می شود بنابراین اگر تکه های فلزی به صورت تصادفی وارد محفظه شوند سیستم باعث بازشدن دهانه شده تا از محفظه عبور نماید.

شکل۱. سنگ شکن فکی با بازوی مضاعف​

سنگ شکن های مزبور با پهنای فک متغیر بین ۱۵۰ میلی متر و ۱ متر با سرعت در حدود ۴ هرتز (۲۴۰rpm) و نیز ماشینهایی کوچکتر با سرعت بالاتر ساخته شده اند. سرعت نوسان فک نباید زیاد بالا باشد زیرا باعث بوجودآمدن مقدار زیادی نرمه در محصول شده و در نتیجه مواد بطور مکرر در حال خرد شدن خواهند بود. زاویه بین فک ها درحدود۳۰ درجه است. بدلیل اینکه عمل خردکردن تناوبی است خوراکدهی به سنگ شکن متغیر است. انرژی موردنیاز سنگ شکن به اندازه و ظرفیت آن بستگی داشته و بین ۷ تا ۷۰کیلو وات متغیر است.


سنگ شکن فکی Dodge
این نوع سنگ شکن که در شکل ۲ زیر نشان داده شده فک متحرک از قسمت انتهایی میچرخد، به همین دلیل حداقل جابجایی در قسمت انتهایی است و محصولات یکنواخت بیشتری بدست می آید. به دلیل احتمال کم چوک نمودن، از این سنگ شکن به طور گسترده استفاده می گردد. دهانه بزرگ در قسمت بالا، سنگ شکن را قادر می سازد تا قطعات خیلی بزرگ را به عنوان خوراک ورودی بپذیرد. بدلیل فشارهای تناوبی که در این سنگ شکن ایجاد می گردد، قادر به تولید محصول ریزتری نسبت به نوع دوبازویی خواهد بود.

شکل ۲. نمایی از سنگ شکن فکی Dodge​

 

[P O U R I A]

سنگ شکن ژیراتوری
سنگ شکن ژیراتوری در شکل ۳ با یک دهنه سنگ شکن مخروطی شکل ناقص کارمیکند که بر روی شافت نصب شده، بالاترین قسمت انتهایی که در یک یاطاقان انعطاف پذیر نگهداشته شده، ضمن این که پایین ترین قسمت انتهایی بطور غیرمعمول جلو برده (گردانیده ) می شود همانند شرح دادن یک دایره. عمل خرد کردن دور کل مخروط اتفاق می افتد وبدلیل اینکه بیشترین جابجایی در قسمت ته (کف) میباشد از نظر خصوصیات شبیه به دستگاه سنگ شکن فکی میباشد. نظر به اینکه سنگ شکن بطور مداوم کار می کند نوسانات تنشی کمتراز نوسانات سنگ شکنهای فکی هستند و مصرف انرژِی نیز کمتر است. این قسمت دارای گنجایش بسیاری درهر بخش از سطح ساییدگی (سنگ سمباده) می باشد، خصوصاً اگر جهت تولیدکاهش سایزکوچک استفاده شود. این دستگاه نمیتواند تغذیه به این بزرگی راهمانند سنگ شکن فکی بگیرد گر چه این دستگاه محصولات ریز و متحدالشکل بیشتری را تولید میکند و بدلیل اینکه هزینه سرمایه این دستگاه بالاست، این سنگ شکن فقط برای جایی که با مقدار زیادی مواد سروکار دارند مناسب است سنگ شکن های فکی وسنگ شکن ژیراتوری همگی از نیروهای فشاری استفاده می کنند.

شکل۳. نمایی از یک سنگ شکن ژیراتوری​

دیگر سنگ شکنهای درشت
مواد ترد و شکننده مانند زغال سنگ که احتمالاً بدون اعمال نیروهای زیاد (بزرگ) می شکنند و بنابراین گیاه تنومند کمتری مورد نیاز است معمول ترین شکل،شکننده،ذغال سنگ شامل یک استوانه بزرگ توخالی با دیوارهای سوراخدار می باشد. یک محور با زاویه کوچک با سطح افقی و بخش تغذیه معرفی شده در قسمت بالا قرار دارد. سیلندر می چرخد و ذغال سنگ به وسیله ی بازوهای متصل شده به سطح داخلی جابجا میشوند و سپس بر خلاف سطح استوانه ای شکل می افتد.ذغال سنگ به وسیله ضربه میشکند و به محض اینکه ازنظر سایز به اندازه کافی کاهش پیدا کرد از طریق سوراخها عبور میکند. این نوع تجهیزات خیلی گران نیستند ولی عملکردی بالا نسبت به سنگ شکن های فکی و ژیراتوری دارند شکننده درشت دوار (گردان) دیگر شکننده دوار (گردان) ذغال سنگ از نظرعملکرد شبیه به سنگ شکن چکشی است که بعداً توضیح داده می شود ودر شکل زیر نشان داده میشود. عمل خرد کردن به انتقال انرژی حرکتی از چکشها به مواد بستگی دارد و این خرد کننده ها در اصل ماشینهای با سرعت بالا با سرعت گردشی درحدود ۱۰ هرتز (۶۰۰ rpm ) وسرعت نوک چکش ارائه نشده درحدود ۴۰ m/s می باشد.

شکل ۴. سنگ شکن روتاری مخصوص زغال سنگ​

 

[P O U R I A]

سنگ شکن میانی

آسی گردنده لبه دار
آسی دوار لبه دار در شکل ۵ چرخ گرانیتی یا چدنی سنگین یا سنگی که برای ساییدن بکار میرود که muller نامیده می شود بر روی یک میله استوانه ای (شافت ) قرار دارد که در یک سطح افقی در کفه ترازو می چرخد. منتاوبا muller به حالت ثابت باقی میماندو کفه ترازو می چرخد ودر بعضی موارد آسی دو مولر(muller) کار میکند مواد به قسمت مرکزی کفه ریخته می شوند و با عملکرد مولر (muller) به قسمت بیرونی ریخته می شوند. درحالی که خراشنده بطور مداوم ماده چسبیده شده را از اطراف کفه دور میکند و آن را بهبخش خردکن بر میگرداند. در بسیاری ازمدلها حاشیه بیرونی ته کفه سوراخدار شده است بنابراین ممکن است محصول بطور مداوم جابجا شود به محض اینکه اندازه اش به اندازه کافی کاهش پیدا کرد. آسی می تواند بصورت تر یا خشک کار کند و بطور ممتد برای ساییدن مواد چسبنده خاکی ورنگی بکار می رود.

شکل۵. نمایی از آسی گردنده لبه دار​

سنگ شکن چکشی
سنگ شکن چکشی (شکل ۶) آسی ضربه ای است که از یک دیسک گردان با سرعت بالا استفاده می کند که درآن تعدادی میله های چکشی ثابت شده وجوددارند که با استفاده از نیروی گریز از مرکز و میله های چکش به طرف بیرون ضربه می زنند. این مدل صنعتی در شکل الف به آن اشاره شده است ومدل آزمایشگاهی آن در شکل ب اشاره شده است. دستگاه هم از قسمت بالا و هم از قسمت مرکز تغذیه می شوند و مواد به روش گریز ازمرکز ریخته و به وسیله ضربه میان میله های چکشی یا در برابر ضخامت فلزی خرد میشوند که این صفحات درمحیط اطراف لوله استوانه ای شکل ثابت شده اند. مواد به حدی ضربه می بیند تا زمانی که به اندازه کافی کوچک شوند تا از طریق توری سیمی عبور کنند که این توری سیمی به قسمت پایین تر لوله شکل یافرم میدهد. بدلیل اینکه چکش مفصلی است وجودهر نوع مواد سخت سبب آسیاب رساندن به تجهیزات نمی شود. به محض کهنه شدن میله ها بلافاصله جایگزین می شوند. این ماشین برای خرد کردن هر دونوع موادترد و شکننده والیافی مناسب است و درمورد دومی معمول است که از یک توری سیمی با لبه های برنده استفاده کنیم.سنگ شکن چکشی برای مواد سخت مناسب است گر چه بدلیل اینکه مقدار زیادی مواد ریز شده تولید شده منطقی است که از روغنکار فشاری مثبت به سمت یاتاقانها استفاده کرد تا بتوان از ورود گرد وخاک جلوگیری کرد. سایز محصولات با سایز صفحه فلزی وسرعت چرخش تنظیم می شود. تعدادی ازاین ماشینها در دسترس هستند. ودر بعضی ازآنها میله های چکش درموقعیتشان دقیقا ثابت شده اندبدلیل اینکه جریان بزرگی از هوا تولیدمی شود گردوخاک می بایست در یک جدا کننده سیکلونی یا یک فیلتر بزرگ بصورت مجزا درآیند.

شکل۶. نمایی از یک سنگ شکن چکشی​

 

[P O U R I A]

آسیا مدل سنجاقی( محوری)
آسیا دیسکی مدل محوری آلپین در شکل ۷ نشان داده شده که شکلی ازآسیا (خردکن ) محوری است و شامل دو صفحه (بشقاب) استیل عمودی با برآمدگیهای افقی نزدیک به قسمت نمای خارجی میباشند یکی از دیسکها ممکن است ثابت باشد درحالی که دیسک دیگر با سرعت بالامی چرخد، بعضی اوقات ممکن است هردودیسک در دوجهت متفاوت بچرخند. ماده با نیروی ثقل از طریق محفظه قیفی شکل ( مخروطی) وارد دستگاه شده یا هوا را به سمت مرکز دیسکها هدایت میکند وتوسط عمل گریز از مرکز به اطراف پرتاب می شوند ودر برابر برآمدگیها می شکنند قبل از اینکه در قسمت خارجی بدنه آسیا تخلیه شوند و تحت نیروی جاذبه از ته بدنه می افتند.

شکل ۷. آسی محوری با دو دیسک و سری سنجاق های گردن​

بطور تناوبی ممکن است سنجاق (محورها) با Beater (زننده) گردان نوسانی بشقابی بسته به نوع تنظیم و کاربرد جایگزین گردند این آسی یا خرد کن محصول نسبتا ریزو یک شکل همراه با کمی گردوخاک تولیدمیکند که درهمه جا بامواد شیمیایی کودها ودیگر مواد غیر سائیده ترد وشکننده وشیشه ای مورد استفاده قرارگرفته اند. کنترل سایز محصول به وسیله سرعت و فاصله بر آمدگیها انجام میشود.و سایز ۲۰M این محصول به آسانی در دسترس است. مدل جهانی آسیا آلپین با Beater توربین و لبه ساییدنی مانند شکل زیر برای مواد ترد و شکننده وزبر و خشن مناسب است جریان بالای هوای توربین افزایش دما را درحداقل نگه می دارد.

شکل۸. آسیا آلپین (Alpine)​

 

[P O U R I A]

سنگ شکن غلتکی با یک غلتک
سنگ شکن تک رلی که در شکل ۹ نشان داده شده متشکل است از غلتک سنگ شکن دندانه دار که نزدیک به صفحه (بشقاب) شکننده می چرخد . در شکل زیر اشاره ای به مدل صنعتی دارد. مواد از طریق درهم فشردگی وبرشی بین دوسطح خردمی شوند. این مدل معمولا درهمه جا برای شکستن ذغال سنگ کاربرد دارد.

شکل ۹. سنگ شکن غلتکی با یک غلتک​

 

[P O U R I A]

غلتک های سنگ شکن
۲ غلتک یکی در قسمت یاطاقان متغیر ، که در جهات مخالف مطابق شکل زیر می چرخد و فضای باز بین آنها میتواند مطابق با سایز خوراک و سایز مورد نیاز محصولات تنظیم شود.

شکل۱۰. نمونه ای از یک سنگ شکن غلتکی مضاعف​

این دستگاه به وسیله حالت فنری که دارد در مقابل زیان وارده از طریق مواد خیلی سخت محافظت شده است. ممکن است هر دو رل رانده شوند یا یکی بصورت مستقیم ودیگری ازطریق اصطکاک با اجسام سخت. رلهای سنگ شکن که اندازه آنها از چندسانتی متر تا ۲/۱ متر متفاوت است برای تاثیر گذاری بر کاهش سایز نسبت ۱:۴ درعملکرد تکی مناسب است و بنابراین به کار بستن جفتهایی از رُلهای بصورت سری یکی پس از دیگر معمول ومشترک است. لایه های محافظ رُل به صورت صاف و چه به صورت برجسته توسط کلیدهای اهرمی متصل به شافت اصلی نگهداشته میشوند.

برای غلتکهای استیل،زاویه محور (میخ) بیشتر از ۳۲درجه نیست.

رلهای سنگ شکن همه جابرای شکستن دانه های روغنی و در صنعت باروت سازی استفاده شده و همچنین برای مواد ساینده مناسب هستند آنها از نظر ساخت ترکیبات ساده هستند و درصد زیادی از مواد آنها ریز نیستند.

 

[P O U R I A]

سنگ شکن دیسکی سیمون
سنگ شکن سیمون که در شکل ۱۱ نشان داده شده از دودیسک (صفحه) نعلبکی شکل استفاده می کند که بر روی میله های افقی قرار دارند که یکی از آنها چرخنده می باشد ودیگری در یاطاقان خارج از مرکز قرار دارندبنابراین دوسطح سنگ شکن بطور مداوم نزدیک ودور می شوند. مواد به داخل مرکز بین دو دیسک (صفحه) ریخته می شوند و محصول با عمل گریز ازمرکز تخلیه می شود. همین که به اندازه کافی ریز شوند ازطریق دهانه بین دو سطح خارج شوند.

شکل۱۱. نمایی از سنگ شکن دیسکی symons​

سنگ شکن های ریز (آسیاها)
آسیاbuhrstone: که در شکل ۱۲ نشان داده شده یکی از قدیمی ترین مدلهای تجهیزات سنگ شکن ظریف است با وجود اینکه تا درجه زیادی توسط آسیا غلتان جایگزین میشوند. عمل ساییدن بین چرخهای افقی سنگین رخ میدهد، یکی از آنها ثابت و دیگری متحرک است.سطح سنگها با دقت پوشانیده می شوند بنابراین مواد بطور مداوم از مرکز محیط دایره چرخها در قسمت بیرونی کار میکند.کاهش سایز به وسیله عمل برشی بین لبه های شیار دو سنگ ساییدگی رخ میدهد. این تجهیزات برای ساییدن زبری، مواد رنگی برای رنگ آمیزی ،دارویی ،وسایل آرایش ، وجوهر پرینتر مورد استفاده قرار گرفته اند، گر چه اکنون فقط جایی که مقدارمواد بسیار کم است استفاده می شود.

شکل ۱۲. آسیا Bahrstone​

آسیاهای غلتکی
آسیا غلتکی شامل یک جفت غلتک با سرعتهای مختلف می چرخدو نسبت ۳:۱ a نسبت برای مثال درجهات مختلف نظر به اینکه درغلتکها ( رلها) سنگ شکن،یکی از غلتکها بطور ثابت دریاطاقان هانگهداشته میشود.


درحالی که دیگر یاطاقان بار شده قابلیت تنظیم فنری دارد. بدلیل اینکه غلتکها با سرعتهای متفاوت میچرخند ،کاهش سایز در اثر ترکیب نیروهای برشی و فشاری عملی میشود آسیا غلتان در همه جای صنعت پودر سازی ،برای کارخانه مواد رنگی برای نقاشی مورد استفاده قرار میگیرد.

 

[P O U R I A]

آسیاهای گریز از مرکز
اسیا Babcock که درشکل ۱۳ نشان داده شده متشکل است از یک سری هل دهنده ها که باعث می شوند توپهای سنگین چدنی در یک میدان جنگ گاو و مانند یک مسابقه توپی با فشار توپها درمیدان جنگ بوجودآمده به وسیله بارگیری بکار برده شده از بالا بچرخند. ماده ریخته شده به داخل آسیا بر روی میدان جنگ می افتد و محصول بطور مداوم در جریان رو به بالای هوا جابجا میشود که این جریان مواد زمینی بین تیغه های دسته کننده را حمل میکند که در شکل بالای عکس نشان داده شده موادخارج از اندازه به عقب باز میگردند و این بازگشت به زمین است.


جریان هوا به وسیله دستگاه وزنده خارجی که ممکن است شامل مصرف توان اضافی قابل توجه باشد. ظرافت ( ریزی دانه های ) محصول به وسیله میزان تغذیه و سرعت هوا کنترل میشود. این دستگاه عمدتا برای آماده سازی ذغال سنگ پودر شده وبعضی اوقات برای سیمان مورد استفاده قرار گرفته است.

شکل ۱۳. آسیا گریز از مرکز Babcock​

 

[P O U R I A]

آسیا lopulco
این آسیاها (شکل ۱۴) برای تولیدسنگ گچ و سنگ آهک به مقدار زیادی تولید شده اند. اندکی از میدان مسابقه دایره ای شکل متغیر هستند با سرعت بالا میچرخند و مواد با عمل گریز از مرکز تحت تسلط غلتکهای سنگ شکن به طرف خارج پرتاب میشوند که غلتکهای سنگ شکن به شکل مخروطهای ناقص میباشند که در شکل زیر نشان داده شده غلتکها فنرهای بارگیری شده اند واستقامت فنرهانیروی دردسترس ساییدگی را تعیین میکند.در اینجا یک فضای باز میان غلتکها ومیدان مسابقه وجود دارد.بنابراین اگر وسایل با بار سبکی واردعمل شوند. هیچ خوردگی بر روی دانه ها ابراز ساییدن بوجود نمی آید وعملکردی آرام بدست می آید. این محصول بطور مداوم توسط جریان هوا جابجامی شودکه این جریان هوا به وسیله یک پنکه بیرونی تولید شده و به طرف یک جداکننده حمل شده و بالاتر از مکانیزم ساییدگی گنجیده شده دراین سیپیداتور جداکننده منطقه ضربدر خورده برای جریان به تدریج افزایش یافته و هنگامی که سرعت هوا عمل نکند، مواد خیلی بزرگ به عقب باز میگردند که مجددا زمین است این محصول در یک سیپراتور سیکلون ( چرخه باد ) از هوای بازگردانیده شده مجزا شده شکل زیر مواد شیمیایی، رنگ ،سیمان،و سنگهای فسفاتی نیز درآسیا lopulco خاک هستند. همانگونه که خطر جرقه زدن به وسیله نگهداری از فضای باز میان واسطه ساییدگی، کاهش پیدا میکند ممکن است آسیا برای ساییدن مواد منفجره مورد استفاده قرار گیرد.

شکل ۱۴. غلتک های سنگ شکن در آسیا Lopulco​

شکل ۱۵. طبقه بندی نمونه هوا برای یک آسیا آونگی(پاندولی)​

 

[P O U R I A]

بعضی ازاشکال بارز برای مصرف انرژی با آسیا lopulco در جدول ۲ نشان داده شده است آسیا آونگی NEI در شکل زیر نشان داده شده که درعملکرد نسبت به آسیا lopulco کمتر اقتصادی می باشد اگر چه محصول متحد الشکل تر و ریزتر می دهد.میله مرکزی رانده شده به وسیله چرخ دنده مخروطی دهانه را در قسمت بالا با خودحمل می کند و به یاطاقانهای قدمی در کف منتهی می شود.

شکل ۱۶. بخشی ار ترتیب یک NEI آویخته در ۵ رول آسیا​

جدول ۳. توان مورد نیاز برای نرم کنی​

 

[P O U R I A]

بر روی دهانه چرخانده شده تعداد زیادی بازوی وسنگین در شکل های زیر که غلتکها راحمل میکند به وسیله عمل گریز از مرکز به خارج از محیط پرتاب میشوند و به میدان مسابقه مدور مربوط هستند. هم غلتکها وهم میدان مسابقه درحال حاضرقابل جایگزینی هستند. مواد که به وسیله دستگاه تغذیه اتوماتیک معرفی شده به اجبارتوسط گاو آهن که بر روی میله (شافت) مرکزی میچرخد. که به اجبار وارد میدان مسابقه می شوند موادزمینی خاکی به وسیله جریان هوا جابجا میشود به همان نحو که درآسیا lopulco بوده وموادبیش از اندازه بزرگ باز گردانیده شده و مجددا توسط گاو آهن واردمیدان مسابقه میشوند.

نظر به اینکه آسیا با سرعت بالا کار میکند نه برای استفاده با مواد ساینده مناسب است نه از مواد نرم شده در طول عمل آسیا. استفاده خواهد کرد. اگر چه مصرف سوخت وهزینه های نگهداری پایین هستند این دستگاه تحت شرایط بسیاری بطور مطلوب نمیتواند با آسیا lopalco مورد مقایسه قرار گیرد. این دستگاه ضرر دیگری که دارد این است که اگر دستگاه بدون تغذیه کار کند و بدلیل اینکه هیچ فضای بازی میان دهانه های ساینده و میدان مسابقه نیست عمل ساییدگی رخ میدهد در ابتدا برای آماده سازی ذغال پودر شده آسیا پاندولی امروزه بطور گسترده در ساییدن مواد ریز نرم شده مانند سولفور، بنتونیت و خاک رس.

شکل ۱۷. خردکن غلتکی در یک آسیا آونگی​

منابع

[LEFT]۱- RICHARDSON, J.F., et al., 2002, Particle Technology and Separation Processes, Coulson and Richardson’s CHEMICAL ENGINEERING, pp. 95-130.
۲- سام، عباس، ۱۳۸۸، “جزوه درسی فرآوری مواد معدنی (مقدماتی)” انتشارات دانشگاه شهید باهنر کرمان.[/LEFT]