CC BY
37
УДК 622.735.095:622.73
И.Д. УСТИНОВ1, д-р хим. наук, А.Д. ШУЛОЯКОВ2, канд. техн. наук,
1 НПК «Механобр-техника» (199106, г. Санкт-Петербург, Васильевский остров, 22 линия, 3)
2 ООО «Интерстройпроект» (191036, г. Санкт-Петербург, Невский проспект, 128, лит. А)
Производство кубовидного щебня - инновационный этап развития промышленности строительных материалов
Показано, что повышенный спрос на кубовидный щебень в начале 2000-х гг. привел к усложнению технологических линий, как за счет установки дополнительного главным образом импортного оборудования, так и увеличению числа внутренних возвратных циклов, и как следствие, к значительному росту капитальных и энергетических затрат на производство щебня, а также увеличению отсевов дробления фракции 0-5 мм. Построение математических моделей разрушения твердых материалов в камере дробления позволило теоретически обосновать метод принудительного самоизмельчения материалов внутри собственного слоя под воздействием виброимпульсного сжатия и одновременным сдвигом при дозировании силы воздействия на слой материала по величине предела прочности дефектных поверхностей его структуры. На этой научной основе НПК «Механобр-техника» разработаны и выпускаются в широком конструктивном и типоразмерном диапазоне конусные инерционные дробилки КИД®*, в которых жесткая связь между конусами заменена на динамическую. Приведены технические характеристики дробилки КИД-1500 и КИД-1750, которые позволяют получать щебень для железнодорожного балласта фракции 25-60 мм. Показана технологическая схема действующей технологической линии на Тургоякском рудоуправлении в Челябинской области, в которой роторная дробилка 1-1312 заменена на КИД-1500. Дробление осуществляется в две стадии с выпуском товарных фракций щебня 40-70, 20-40, 5-20 мм. Выход отсевов сократился на 40-50%, а срок службы дробящих футеровок повысился на 60-70%.
Ключевые слова: кубовидный щебень, конусная инерционная дробилка, вибрационный грохот, дробильно-сортировочное оборудование, дезинтеграция, принудительное самоизмельчение, виброимпульсное сжатие.
Для цитирования: Устинов И.Д. Шулояков А.Д. Производство кубовидного щебня - инновационный этап развития промышленности строительных материалов // Строительные материалы. 2017. № 5. С. 66-68.
I.D. USTINOV1, Doctor of Sciences (Chemistry); A.D. SHULOYAKOV2, Candidate of Sciences (Engineering)
1 Research and Engineering Corporation "Mekhanobr-Tekhnika" (3, 22 liniya, V.O. 199106,St. Petersburg, Russian Federation)
2 OOO «Interstroyproekt» (128A, Nevsky Prospect, 191036, St. Petersburg, Russian Federation)
Production of Cubiform Crushed Stone is an Innovative Stage of Development of Building Materials Industry
It is shown that the increase demand for cubiform crushed stone in the beginning of the 2000s led to the complication of technological lines both due to the installation of additional, import mainly, equipment and increase in the number of internal return cycles and, as a consequence, to significant growth of capital and energy costs for production of crushed stone as well as to the increase in crushing screenings of 0-5 mm fraction. The construction of a mathematical model of solid materials fracture in the crushing chamber made it possible to theoretically substantiate the method of forced self-crushing of materials inside the own layer under the effect of vibro-impulse compression and simultaneous shear when dosing the effect force on the material layer according to the value of strength limit of defect surfaces of its structure. On this scientific base, REC «Mekhanobr-Tekhnika» has developed and produces in a wide structural and dimension-types range the cone inertial crushers Kl/lfl® in which the rigid connection between cones was replaced by dynamic one. Technical characteristics of the crushers KI/lfl-1500 and Kl/lfl-1750 (KID), which make it possible to receive the crushed stone of a 25-60 mm fraction for railway ballast, are presented. The technological scheme of the operating line at the Turgoyak Mine Management in the Chelyabinsk Region, where the rotor crushed I-1312, was replaced with KID-1500 is shown. Crushing is carried out in two stages with the production of 40-70 mm, 20-40 mm, 5-20 mm commercial fractions of crushed stone. The output of screenings was reduced by 40-50%, the lifetime of crushing linings increased by 60-70%.
Keywords: cubiform crushed stone, cone inertial crusher, vibration crusher, vibrating screen, crushing-sorting equipment, disintegration, forced self-crushing, vibro-impulse compression.
For citation: Ustinov I.D., Shuloyakov A.D. Production of Cubiform Crushed Stone is an Innovative Stage of Development of Building Materials Industry. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2017. No. 5, pp. 66-68. (In Russian).
Эффективность промышленного и дорожного строительства во многом определяется состоянием отрасли нерудных строительных материалов. Обладая огромными запасами минерального сырья, Россия все еще уступает зарубежным производителям по производству средств его добычи и переработки. Отставание машиностроительной отрасли в создании современных средств дезинтеграции привело к тому, что технологические линии многих заводов по производству щебня состоят из физически и морально устаревшего оборудования.
Высокий спрос на щебень в 2000-е гг. обеспечил возможность реконструкции многих предприятий, главным образом за счет импортного оборудования. Это позволило удовлетворить потребителя в объемах, но возросшие требования к качеству щебня поставили производителя перед новой задачей. Появившийся спрос на кубовидный щебень широкого фракционного состава привел к усложнению технологических линий, как за счет установки дополнительного, главным образом, импортного оборудования, так
и увеличению числа внутренних возвратных циклов. Такое решение вызвало значительный рост капитальных и энергетических затрат на производство щебня и, как следствие, снижение прибыли производителей. Одним из путей выхода из вновь возникшей проблемы является создание новых видов дробильно-сортировочного оборудования отечественного производства, по сути, импортозамещение.
Значительные успехи в создании дезинтегрирующих систем были достигнуты в результате разработки технологии вибрационного дробления [1, 2]. Построение математических моделей разрушения твердых материалов в камере дробления позволило теоретически обосновать метод принудительного самоизмельчения материалов внутри собственного слоя под воздействием виброимпульсного сжатия и одновременным сдвигом при дозировании силы воздействия на слой материала по величине предела прочности дефектных поверхностей его структуры [2]. Для этого в эксцентриковой дробилке жесткая связь между конусами заменена на динамическую.
* КИД® — зарегистрированный торговый знак НПК «Механобр-техника».
66
научно-технический и производственный журнал
май 2017
Technologies and equipment
Рис. 1. Принципиальная схема размещения оборудования на Тургоякском рудоуправлении. 1 - щековая дробилка J-1175, 2 - роторная дробилка 1-1312, 3 - конусная инерционная дробилка КИД-1500, 4 - грохоты вибрационные
Выпускаемая в широком конструктивном и типоразмер-ном диапазоне конусная инерционная дробилка КИД® эффективно используется в различных отраслях промышленности. Дробилки типоразмеров от КИД-300 до КИД-1200 многократно прошли проверку на многих зарубежных и отечественных предприятиях [3, 4].
Несмотря на высокую эффективность КИД-техно-логии, ее широкое распространение сдерживается, прежде всего, недостаточной осведомленностью, как заказчиков, так и проектных организаций. Кроме того, отсутствие больших типоразмеров дробилок КИД затрудняло их сочетание со щековыми дробилками первичного дробления, а также не позволяло получать щебень для железнодорожного балласта фракции 25—60 мм. В связи с этим в «Механобр-технике» разработана техническая документация на дробилки КИД-1500 и КИД-1750. Технические характеристики этих дробилок приведены в таблице.
Для проведения полномасштабных промышленных испытаний проектная организация «Интерстройпроект» обосновала возможность использования новых дробилок в действующих технологических линиях на Тургоякском рудоуправлении в Челябинской области и предприятии «Карат» (месторождение «Карьер №7», г. Братск, Иркутской области).
Эксплуатируемая на предприятии «Тургоякское рудоуправление» мобильная установка «Тегех» состоит из двух
Технические характеристики дробилок КИД-1500 и КИД-1750
Диаметр основания дробящего конуса, мм 1500 1750
Максимальная крупность исходного куска Dmax, мм, не более 140 250
Производительность, м3/ч 180 310
Максимальная крупность кусков в продукте дробления, dmax, мм 40 70
Установленная мощность двигателя, кВт 315 500
Габаритные размеры, мм: - длина - ширина - высота 4490 3000 3850 5230 3520 4480
Масса, т 63 104
агрегатных самоходных установок (1 и 2) со своими бункерами, питателями, дробилками, грохотами и конвейерами (рис. 1)
Первая стадия дробления осуществляется щековой дробилкой J-1175 с простым качанием щеки. Размер приемного отверстия 1070x762 мм (А), вторая — роторной дробилкой 1-1312 с размером приемного отверстия 1100х1200 мм (Б). Дробление известняка на этой установке в две стадии характеризуется высоким выходом отсевов 0—5 мм и повышенным износом дробящих бил на роторной дробилке.
Специалистами НПК «Механобр-техника» и ООО «Интер -стройпроект» были проведены шеф-монтажные и пуско-наладочные работы по замене роторной дробилки 1-1312 на КИД-1500.
Реконструированная схема эксплуатируется следующим образом (рис. 1). Известняк крупностью до 650 мм поступает в щековую дробилку J-1175 (1) и после дробления до -140 мм конвейером подается на вторую стадию в КИД-1500 (3). Затем, дробленый до -70 мм щебень на вибрационных грохотах (4), разделяется на товарные фракции40—70,20—40,5—20и0—5 мм.Производительность дробилки КИД-1500 при этом составила 200—250 т/ч.
Проведенные совместные промышленные испытания подтвердили возможность получения более высоких качественных характеристик щебня по сравнению с ранее достигнутыми. Выход отсевов сократился на 40—50%, а срок службы дробящих футеровок повысился на 60—70%.
Проведение промышленных испытаний дробилки КИД-1750 (см. таблицу) планируется на предприятии «Карат» в г. Братск Иркутской области. Следует отметить, что это предприятие уже имеет положительный
у=КЮ*
1 G^Mih
flps&vnjCKill-ilJ-itfi.
ГраюгГИ&И
Гравдг
СГ-&1М
10-Ими yaltoi
й-Йт/ч
Рис. 2. Технологическая схема производства кубовидного щебня на предприятии «Карат»
1
4
3
научно-технический и производственный журнал
май 2017 67
опыт по внедрению КИД-технологии. Произведенная несколько лет назад дробилка КИД-1200 и установленная в технологии вместо дробилки КМД-1750 обеспечила снижение выхода зерен пластинчатой и игловатой формы в диабазовом щебне в 3—4 раза, а отсевов — более чем 2 раза. Переход на двухстадийную схему дробления предполагает монтаж дробилки КИД-1750 на существующий фундамент вместо дробилки КСД-2200. Поставляемая дробилка КИД-1750 оснащена маслостан-циями высокого и низкого давления, блоками управления, включающими шкафы управления и преобразователем частоты тока, обеспечивающим регулировку режимов дробления на «ходу» и другими вспомогательными устройствами. По сути, это уже мехатронный комплекс.
Технологическая линия переработки диабазов представлена на рис. 2. Главным достоинством этой линии является максимальное получение наиболее востребованных промышленностью фракций кубовидного щебня в две стадии.
Список литературы
1. Вайсберг Л.А., Зарогатский Л.П., Туркин В.Я. Вибрационные дробилки. Основы расчета, проектирования и технологического применения. СПб: Издательство ВСЕГЕИ, 2004.
2. Вайсберг Л.А., Зарогатский Л.П. Новое поколение щековых и конусных дробилок // Строительные и дорожные машины. 2000. № 7. С. 16—21.
3. Арсентьев В.А., Вайсберг Л.А., Зарогатский Л.П., Шулояков А.Д. Производство кубовидного щебня и строительного песка с использованием вибрационных дробилок. СПб: Издательство ВСЕГЕИ, 2004. 112 с.
4. Вайсберг Л.А., Шулояков А.Д. Технологические возможности конусных инерционных дробилок при производстве кубовидного щебня // Строительные материалы. 2000. № 1. С. 8—9.
5. Вайсберг Л.А., Орлов С.Л., Спиридонов П.А., Коровников А.Н., Трофимов В.А. Инновационные технологии и оборудование производства высококачественного щебня // Дорожная держава. 2010. № 26. С. 72-75.
Первая стадия дробления представлена двумя спаренными щековыми дробилками СМД-111Б. Поступающая из карьера взорванная горная масса размером 0—750 мм дробится до куска 220 мм. Вторая стадия дробления осуществляется в дробилке КИД-1750. Получаемый на выходе из дробилки щебень крупностью 70 мм подается на стадию классификации с выделением товарных фракций 0—5 мм, 5—10 мм, 10—20 мм, 25—60 мм. Классы крупности 20—25 мм, а также более 60 мм направляются на возврат в дробилку КИД-1750 [5]. Планируемая мощность предприятия по горной массе 1600 тыс. т/год.
Таким образом, создание конусных инерционных дробилок КИД-1500 и КИД-1750 практически замыкает необходимый типоразмерный ряд, позволяющий создавать современные технологические линии для производства высококачественного щебня, как для дорожного, так промышленного строительства и значительно укрепило позиции отечественного машиностроения, как на отечественном, так и мировом рынках.
References
1. Vaysberg L.A., Zarogatskiy L.P., Turkin V.Ya. Vibratsionnye drobilki. Osnovy rascheta, proektirovaniya i tekhnologicheskogo primeneniya [Vibratory crushers. Basics of calculation, design and technological application]. Saint Petersburg: VSEGEI. 2004.
2. Vaysberg L.A., Zarogatskiy L.P. New generation of jaw and cone crushers. Stroitel'nye i dorozhnye mashiny. 2000. No. 7, pp. 16—21. (In Russian).
3. Arsent'ev V.A., Vaysberg L.A., Zarogatskiy L.P., Shuloya-kov A.D. Proizvodstvo kubovidnogo shchebnya i stroitel'no-go peska s ispol'zovaniem vibratsionnykh drobilok [Production of cubical crushed stone and building sand using vibrating crushers]. Saint Petersburg: VSEGEI. 2004. 112 p.
4. Vaysberg L.A., Shuloyakov A.D. Technological capabilities of cone inertial crushers in the production of cubical crushed stone. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2000. No. 1, pp. 8-9. (In Russian).
5. Vaysberg L.A., Orlov S.L., Spiridonov P.A., Korovni-kov A.N., Trofimov V.A. Innovative technologies and equipment for the production of high-quality crushed stone. Dorozhnaya derzhava. 2010. No. 26, pp. 72-75. (In Russian).
научно-технический и производственный журнал Г1- fjirfrj [ £j Li| i. ~68 май 2017 Ы- 'ErJ> . ^ ■> '
