Применение центробежных дробилок в производстве кубовидного щебня

УДК 625.862:621.926.2

ПРИМЕНЕНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ДРОБИЛОК В ПРОИЗВОДСТВЕ КУБОВИДНОГО ЩЕБНЯ

APPLICATION OF CENTRIFUGAL CRUSHERS IN PRODUCTION OF CUBIFORM CRUSHED ROCK

В данной статье рассмотрены перспективы применения кубовидного щебня в дорожном строительстве, представлены конкретные примеры внедрения центробежно-ударных дробилок и технологий для получения высококачественного кубовидного щебня.

This paper discusses the prospects for applying cubeform crushed rock in road building and presents specific examples of centrifugal impact crushers and techniques for producing high-quality cubeform crushed rock.

ВВЕДЕНИЕ

Одним из основных материалов, применяемых в дорожном строительстве, является щебень. От характеристик щебня (его прочности и формы) в значительной мере зависят качество и долговеч­ность дорог.

Для устройства верхних слоев дорожных по­крытий, непосредственно воспринимающих вы­сокие механические нагрузки от движущегося транспорта, находящихся под воздействием при­родных факторов (переменный температурно-влажностный режим, многократ­ное замораживание-оттаивание и т.д.) и антигололедных химических средств, необходимо применять щебень, который принято называть кубовидным.

Требования к щебню, применяе­мому в качестве заполнителей для бетонов, а также для дорожных и других видов строительных работ регламентируются следующими нормативными документами:

ГОСТ 8267 «Щебень и гра­вий из плотных горных пород для строительных работ» [1];

СТБ 1311 «Щебень кубовидный из плот­ных горных пород» [2].

Согласно СТБ 1311 [2] кубовидным называют Щебень узких фракций с содержанием зерен ку­бовидной формы не менее 50% по массе и содер­жанием зерен пластинчатой (лещадной) и игло­ватой форм не более 15% по массе.

Под зернами кубовидной формы в СТБ 1311 [2] понимают зерна щеоня с околотой поверхностью в форме призмы или многогранника, толщина и ширина которых меньше длины не более чем в два раза.

Под зернами пластинчатой и игловатой форм в СТБ 1311 [2] так же, как и в ГОСТ 8267 [1] пони­мают зерна, толщина или ширина которых менее длины в три раза и более.

В стандарте СТБ 1311 [2] кубовидный щебень разделяется на 2 сорта

согласно таблице 1.

Таблица 1

ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КУБОВИДНОГО ЩЕБНЯ

Форма частиц щебня напрямую зависит от спо­соба дробления горной породы. Существует два основных способа дробления: раздавливание и удар.

При разрушении материала посредством раз­давливания образуются частицы примуществен-но пластинчатой и игловатой форм. При измель­чении материала посредством удара образуются частицы преимущественно кубовидной формы.

Разрушение материала посредством раздавли­вания реализуется в щековых и конусных дробил­ках. Лещадность материала для фракции 5-20 мм при дроблении в таких дробилках (в том числе и в дробилках импортного производства), как прави­ло, составляет 25-50%.

Принцип удара реализован в молотковых, ро­торных и центробежно-ударных дробилках: пока­затель содержания зерен пластинчатой и иглова­той форм в получаемом щебне, как правило, не превышает 10-15%.

Ударное измельчение приводит к образованию кубовидной формы готового продукта. Кроме того, поскольку при ударе разрушение происхо­дит по ослабленным дефектам (макро- и микро­трещинам), в результате снижается трещинова-тость материала и щебень после измельчения имеет прочность на сжатие существенно выше, чем до измельчения.

Роторные и молотковые дробилки имеют весь­ма ограниченные области применения. Они ис­пользуются только при измельчении мягких по­род и пород средней твердости (уголь, известняк, каменная соль, гипс и т. п.). При измельчении бо­лее прочных пород резко снижается производи­тельность и увеличивается износ рабочих органов роторных дробилок, что делает их применение экономически невыгодным.

В то же время центробежно-ударные дробилки характеризуются относительно низким износом рабочих органов и соответственно низкими затра­тами на изнашивающиеся детали.

Таким образом, для получения высококаче­ственных материалов для дорожного строитель­ства центробежно-ударные дробилки остаются вне конкуренции.

В настоящее время существует несколько про­изводителей центробежно-ударных дробилок, наиболее известные дробилки Вагтас (Новая Зе­ландия), Sandvik (Швеция), Merlin (Англия).

Однако в конструкции всех указанных дробилок используются традиционные подшипниковые опорные узлы, имеющие низкий ресурс работы. Этот недостаток связан с тем, что традиционные подшипниковые узлы не способны выдерживать большие ударные нагрузки, возникающие при передаче импульса кусками материала, как в мо­мент попадания в ускоритель, так и в момент вы­хода из него. Кроме того, такие узлы не способны работать в условиях сильной массовой несбалан­сированности вращающейся системы, возникаю­щей в процессе работы из-за неравномерного из­носа рабочего органа дробилки и неравномерного распределения материала внутри ротора.