Analiza granulometrică - reprezentarea grafică a rezultatelor

Capitolul 1. NOŢIUNI GENERALE PRIVIND OPERAŢIA DE MĂRUNŢIRE.TIPURI DE FORŢE UTILIZATE LA MĂRUNŢIRE.

1.1 Măruntirea

Mărunţirea poate fi definită ca operaţia care are ca obiect reducerea dimensiunilor materiilor prime sau materialelor sub acţiunea unor forţe mecanice. Mecanismele mărunţirii sunt diferite funcţie de construcţia maşinii în care aceasta este efectuată conform figurii 1.1.

Fig. 1.1 Mecanismele mărunţirii[1]

În figurile 1.1, a, b se reprezintă schematic procesul de mărunţire prin compresie şi frecare, a unei particule sau a unui colectiv de particule. Suprafeţele de lucru pot fi netede sau cu nervuri având forma geometrică plană sau curbă. Mecanismul de mărunţire este specific concasoarelor cu fălci, cu con şi cu valţuri. Mărunţirea prin contact cinetic cu o suprafaţă dură (fig. 1.1, c) este întâlnită la concasoarele cu ciocane fixe. În cazul concasoarelor cu ciocane articulate şi a morilor cu bile sau bare, mărunţirea se produce prin contact cinetic şi frecare pe o suprafaţă dură, cum ar fi blindajul concasorului sau corpurile de măcinare (figura 1.1, d). Granulele pot fi mărunţite şi prin ciocnire între ele (fig. 1.1, e) aşa cum se întâmplă în cazul morilor cu jet. Mecanismul mărunţirii prin tăiere, forfecare sau desprindere (fig. 1.1, f) se aplică materialelor solide cu rezistenţă la forfecare mai mică de Pentru domenii bine precizate, se folosesc mecanisme pentru mărunţirea materialelor solide prin solicitări în medii gazoase sau lichide, în care sunt introduse aceste materiale.

1.2 Teoriile mărunţirii

Datorită faptului că operaţia de mărunţire este una dintre cele mai costisitoare operaţii, pentru raţionalizarea procesului şi implicit reducerea costurilor, au fost elaborate numeroase studii referitoare la determinarea factorilor care influenţează mărunţirea sau la perfecţionarea utilajelor.

Fundamentele teoriei moderne a mărunţirii au apărut în secolul al XIX-lea în Germania unde Rittinger în 1867 şi Kick în 1885 au propus modele de calcul bazate pe aria suprafeţei şi respectiv pe volumul particulei de material. În 1951 Bond a dezvoltat o nouă teorie numită “a treia”, care este larg utilizată şi în zilele noastre.

1.2.1. Fenomenul ruperii

La mărunţirea corpurilor solide, starea lor se modifică sub aspecte multiple. Ele sunt solicitate mecanic şi chiar termic. În ele se dezvoltă o stare de deformaţii şi o stare de eforturi unitare. La depăşirea locală a rezistenţei materialului, apar fie alunecări, fie rupere fragilă, fie o reacţiune combinată. Alunecarea rezultă datorită eforturilor unitare de forfecare şi ruperea fragilă se datorează eforturilor unitare de întindere. În caz că structura materialului supus mărunţirii este neomogenă, alunecarea poate duce la eforturi unitare locale de întindere care declanşează ruperea fragilă. Pot apărea, concomitent, fenomene electrice şi chimice şi poate avea loc schimbul unor cantităţi importante de energie termică. Se observă modificări de structură, îndeosebi la suprafeţele nou formate. Problemele cele mai importante sunt cele referitoare la modul în care au loc fisurarea şi ruperea.Trebuie urmărită realizarea ruperii fragile, cu consum cât mai redus de energie. Interesează de asemenea spectrul granulometric al materialului obţinut ca rezultat al mărunţirii şi aria suprafeţelor nou create.La alegerea schemei de mărunţire şi a tipului de maşini de mărunţit, trebuie avute în vedere stările de solicitare dezvoltate de aceasta, temperaturile şi condiţiile de mediu ambiant. La fel de importante sunt caracteristicile fizico-mecanice ale materialului. Dintre acestea se menţionează: rezistenţa (la compresiune, întindere, forfecare şi încovoiere), duritatea, fragilitatea, capacitatea de deformare plastică, elasticitatea, structura şi umiditatea. Sub aspectul structurii, contează atât micro- cât şi macro-structura. Fisurile şi crăpăturile din structura nativă a materialului, constituie concentratori de eforturi unitare şi amorse de rupere, favorizează mărunţirea; ele influenţează şi forma particulelor rezultate din mărunţire.