DOI: 10.12731/WSD-2015-6-14 УДК 681.52
автоматизированная система
двухстадийного дробления
Илюхин А.В., Марсов В.И., Буй Гонг Тхань, Пэй Линь
ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)», Российская Федерация, г. Москва, http://www.madi.ru, aviluhin@mail.ru
Исследования в области дробления касаются в основном переработки каменных материалов на отдельных агрегатах и решению задач локальной автоматизации дробильно-сортировочного оборудования, а не групп механизмов, работающих в общем, технологическом комплексе. Необходимо создание методологических основ синтеза технологических схем дробления, позволяющих на их основе разрабатывать системы управления не только отдельными агрегатами, но и всем комплектом дробильно-сортировочного оборудования. Необходимы разработка эффективной непрерывной технологии получения строительных смесей с поддержанием заданного по различным рецептам соотношения фракционированного щебня независимо от изменения свойств исходного материала. Это позволит разрабатывать и внедрять более совершенные системы управления технологическим процессом и создавать на этой базе рациональную технологию производства заполнителя, обеспечивающей выход фракций в заданном по рецепту смеси соотношении без предварительного накопления.
Ключевые слова: критерий эффективности, дробильный агрегат, номенклатуру фракционированного щебня.
automated system for two-stage crushing
Ilukhin A.V.1, Marsov V.I.1, Bou Gong Than1, Pay Leen1
State Technical University - MADI, Russian Federation, Moscow, http://www. madi.ru, aviluhin@mail.ru
Research in the field of crushing mainly concern the processing of stone materials in separate units and objectives of the local automation of crushing and screening equipment, rather than groups of mechanisms operating in the general processing facility. Necessary to establish the methodological foundations of the synthesis process of crushing circuits that enable them to develop policies that control not only the individual units, but also the whole set of crushing and screening equipment. Necessary to develop the most efficient continuous process for obtaining building blends with maintaining a predetermined ratio for various recipes fractionated rubble, regardless of changes in the properties of the original material. This will allow to develop and implement better systems upravlyaeniya process and on this basis to create a rational aggregate production technology providing output fractions in a given prescription mixture ratio without accumulation.
Keywords: performance criterion, the crushing unit, range of fractionated rubble.
Введение
Анализ работ, связанных с вопросами совершенствования технологии и автоматизации процессов дробления для получения заданного соотношения фракционированного щебня, показывает, что процессы измельчения каменных материалов, закономерности дробления и технологические параметры разных типов дробилок, а так же отдельные схемные решения их автоматизации исследованы достаточно хорошо. Это может служить основой для внедрения в эксплуатацию различного автоматизированного дробильно-сортировочного оборудования.
Однако в настоящее время большинство исследований в области дробления относятся к переработке каменных материалов на отдельных агрегатах и решению задач локальной автоматизации дробильно-сорти-ровочного оборудования (дробилок, грохотов, конвейеров и т.п.), а не к группе механизмов, работающих в общем, технологическом комплексе. Уделено недостаточно внимания синтезу систем управления не только отдельными агрегатами, но и всем комплектом дробильно-сортировоч-ного оборудования. Поэтому, многие вопросы, связанные с получением заданного переменного соотношения фракций щебня, остаются нерешенными.
Необходимы разработка непрерывной технологии получения строительных смесей с поддержанием заданного по различным рецептам соотношения фракционированного щебня независимо от изменения свойств исходного материала; исследование, разработка и внедрение более совершенного управляемого технологического процесса и создание на этой базе рациональной технологии производства заполнителя, обеспечивающей выход фракций в заданном по рецепту смеси соотношении без предварительного накопления. Эти задачи охватывают круг вопросов, связанных с разработкой новых принципов и методов автоматизации.
Выбор варианта автоматизации требует поиска оптимальной технологической схемы дробления, типов дробилок и их расстановки в технологической цепи, параметров управления процессом дробления для получения заданного соотношения фракционированного заполнителя.
метод нормированных характеристик зернового состава процессов дробления
Внедрение непрерывного способа производства фракций заполнителя в заданном соотношении на смесительных установках непрерывного действия обеспечивает снижение затрат и улучшение качество смеси.
При совместной работе дробильно-сортировочной и смесительной установок (ДСУ) фракционированный заполнитель необходимо пода-
вать после грохочения (классификации) в заданном соотношении, которое определяется рецептом строительной смеси.
Если обозначить выход заданных фракций щебня (ФЩ)
У = У + У + У
'вых '1 <2 '3'
где у. - доля 1-й ФЩ на выходе дробилки от входящего в нее потока, то рецепт представляется тремя компонентами [С1,С2,С3]:
з
С, = у, • у , С2 = у2 • у -1, С3 = у3 • у -1; С,+С2 + С,=УС, =1.
1 '1 ' вых 2 '2 ' вых ' 3 '3 ' вых '1 2 3 / ' I
1=1
Разделив долевые содержания рецепта на С2, получим его выражение в нормированном виде: [у1/у2;1; у3/у2], что позволяет изображать рецепт в виде регулировочной характеристики (РХ) (рис. 1), связывающей относительные безразмерные величины у1/ у2 и у3/ у2 при выбранных управляющих параметрах: £к -ширина разгрузочных отверстий (РОД) щековой и конусной дробилок, dcв - средневзвешенный размер зерна роторной дробилки.
Назначение рецепта не может осуществляться произвольно и для выбранного типа дробилки существуют предельные соотношения отдельных фракций, образующих рецепт. Возможности управления, т.е. стабилизации рецепта в области номинальных, заданных значений у различных дробилок также не одинаковы и определяются чувствительностью изменения у1/у2 к изменению у3/у2.
Рис. 1 показывает, что в одностадийном процессе дробления добиться заданного соотношения фракций щебня (СФЩ) в широком диапазоне назначения рецепта невозможно. Необходима новая организация системы - усложнение ее структуры.
В замкнутом цикле работы дробилки процентное содержание зерен кубо- и шарообразной формы выше, чем при работе в открытом цикле. Поэтому часто используется вариант технологического процесса дробления, когда материал поступает на первичное дробление, а после классификации сверхмерный материал направляется на вторичное дробление, где проходит многократную переработку по замкнутому циклу с одновременным грохочением. Конечный продукт вторичного дробления
совместно с первичным направляется в производство, а сверхмерный
(1т= 12
о „„ 5=40мм
3
5,..=70мм
5..=45мм1
4 ,5,=15мм
2 5= 15мм
5=3 5 мм
0,1
0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8
рис. 1. Регулировочные характеристики дробилок: 1, 2 - щековой и конусной в прямом цикле, 3, 4 - щековой и конусной в замкнутом цикле, 5, 6 - роторной в прямом и замкнутом циклах
Применение регулируемого шиберного бункера позволяет реализовать двухстадийный технологический процесс замкнутой системы с разделяющимся потоком на вторичной стадии дробления. Это расширяет возможную область получения рецепта за счет наложения зерновых характеристик различных типов дробилок. Переход на различные режимы дробления осуществляется изменением коэффициента перераспределения потока материала ф2. При ф2 = 1 выход фракций щебня будет определяться зерновой характеристикой щековой дробилки вторичного дробления ДЩ, а при ф2 = 0 - конусной дробилкой вторичного дробления ДК. Остальные характеристики зернового состава располагаются между значениями ф2 = 0 и ф2 = 1 (рис. 2).
рис. 2. Схема двухстайного дробления с разделением потока шиберным бункером: а - структура; б - область определения нормированных рецептов
Схема двухстадийного дробления
Для увеличения диапазона изменения соотношений фракций щебня на первичной стадии дробления также могут использоваться дробилки с различающимися характеристиками зернового состава (рис. 3).
Основным критерием при выборе конкретной технологической схемы процесса двухстадийного дробления должны служить ее потенциальные возможности по реализации и перенастройке рецептов и поддержанию требуемой производительности.
Рис. 3. Схема двухстайного дробления с дробилками различных типов на первичной и вторичной стадиях: Дщ, Дк - дробилки щековая и конусная; ф1, ф2 - коэффициенты перераспределения материала шиберными бункерами; ф1, ф2, ф3 - выход товарных фракций щебня
Наличие на первой стадии двух дробилок с различающимися зерновыми характеристиками позволяет не только стабилизировать производительность всей схемы, но и достичь более высокой производительности первичного дробления, максимально загружая обе дробилки. Однако из-за громоздкости технологических агрегатов такую технологическую схему (рис. 3а) не рационально использовать на небольших дробильно-сортировочных заводах и передвижных дробильно-сортиро-вочных установках. Область определения нормированных рецептов А такой схемы представлена на рис. 4.
Рис. 4. Области определения нормированных рецептов и регулировочные характеристики дробилок: 1 - щековой в прямом цикле; 2 - щековой в замкнутом цикле; 3 - конусной в прямом цикле; 4 - конусной
в замкнутом цикле
Технологические схемы (рис. 3 б, в) представляют собой два предельных способа использования схемы с четырьмя дробилками. При полном отклонении заслонки шиберного бункера на первичной стадии поток материала будет подвергаться переработке либо в конусной, либо в щековой дробилке.
При использовании в качестве первичной конусной дробилки (рис. 3 б) существенно сужается область определения рецептов (область В на рис. 4).
Область определения норм
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.