Studiu asupra Utilajelor de Sfârâmare a Materialelor Granulare în vederea Alegerii Variantei Optime de Sfărâmare a Ferosiliciului

CAP. I Studiu asupra utilajelor

1. Studiu asupra utilajelor de sfârâmare a materialelor granulare în vederea alegerii variantei optime de sfărâmare a ferosiliciului

1.1 Noţiuni generale

Pregătirea materiilor prime are drept scop transformarea materiale¬lor brute în produse corespunzătoare calitativ diferitelor valorificări sau utilizări tehnologice. Operaţiile de pregătire au în general un caracter fizic sau fizico-chimic, care nu afectează de obicei compoziţia chimică a materialelor prelu¬crate.

Prin operaţiile de pregătire se caută a se obţine: îmbogăţirea în substanţe utile, granulaţii adecvate, proprietăţi mecanice şi tehnologice cores¬punzătoare, înlăturarea componentelor dăunătoare sau nefolositoare, reducerea pre¬ţului de cost al tratamentului metalurgic, reducerea pierderilor de substanţă utilă, reducerea cheltuielilor operaţiilor auxiliare,etc.

Metodele de pregătire ale unui material brut se aleg în funcţie de proprietăţile lui principale şi anume: proprietăţile fizico-chimice, natura şi proprietăţile componentelor materialului, granulaţia materialului, necesităţile procesului tehnologic, posibilităţile şi resursele locale la momentul dat,etc..

Principalele operaţii specifice ale pregătirii materialelor brute sunt următoarele: sfărâmarea, măcinarea, clasarea, concentrarea sau sortarea desecarea sau uscarea, brichetarea sau aglomerarea şi diversele operaţii auxiliare de transport, depozitare, dozare, amestecare, etc.

Sfărâmarea are ca finalitate:

- desfacerea mineralelor brute în bucăţi de dimensiuni reduse şi punerea în libertate a diferitelor substanțe componente,

- aducerea diferitelor produse la dimensiunile optime necesare proceselor tehnologice.

Prin operaţii multiple de sfărâmare, se pot reduce dimensiunile ma¬terialului de la 1500 mm la 0,01 mm. Raportul dintre dimensiunea iniţială a materialului şi cea finală se numeşte grad de sfărâmare.

Etapele principale ale operaţiunii de sfărâmare sunt date în tabe¬lul 1.1

Tabelul 1.1

Operaţia de sfărâmare Dimensiuni iniţiale

[mm] Dimensiuni finale

[mm] Gradul de sfărîmare per opera¬ţie Gradul de

afărîmare total

Sfărâmarea preliminară (concasarea) brută 1500 - 300 500 - 100 3 3 - 12

fină 500 - 100 125 - 25 4

Sfărâmarea intermediară (granularea) brută 125 - 25 25 - 5 5 4 - 60

fină 30 - 6 5 - 1 6

Măcinarea brută 5 - 1 0,5 - 0,1 10 50 - 200

fină 1,25 - 0,15 0,08 - 0,01 15

1.2. Teorii referitoare la sfârîmare

Maşinile şi utilajele pentru mărunţirea materialelor se pot clasifica în două grupe mari în funcţie de gradul de mărunţire:

1. maşini şi utilaje pentru sfărâmare : concasoare, la care în timpul procesului de mărunţire se formează volume noi. La aceste maşini materialul brut este mărunţit prin aplicarea unor presiuni asupra bucăţilor de material;

2. maşini şi utilaje pentru măcinare: mori, la care în timpul procesului de mărunţire se formează suprafeţe noi. La aceste maşini materialul brut este mărunţit prin contact cinetic;

Valoarea efortului necesar pentru efectuarea sfărâmării este dependentă de o serie de factori complecşi cum sunt:

- natura şi proprietăţile fizico-chimice ale materialului, în special rezistenţa lui la compresiune şi strivire,

- mo¬dul de acţionare al maşinii asupra materialului;

- dimensiunile şi formele iniţiale ale bucăţilor de material supuse sfărîmării şi gradul de sfărîmare impus.

1.3 Utilaje pentru sfărâmarea preliminară

Utilajele folosite la această operatie sunt:

- concasorul cu fălci,

- concasorul giratoriu,

- concasorul cu ciocane.

1.3.1. Concasorul cu fălci

Concasoarele cu fălci se caracterizează prin prinderea bucăţilor de material între două piese robuste de masă mare, ale căror suprafeţe prin apropiere exercită o forţă de compresiune asupra materialului.

Concasorul cu fălci este utilizat pentru sfărâmarea diverselor materiale cu duritate mare (calcar, feroaliaje, minereuri diverse, etc.)

Concasoarele se folosesc în cazul când, în urma unei singure trepte de mărunţire, trebuie să se obţină un amestec destul de bine dispersat de particule mărunţite. Concasoarele mărunţesc foarte bine materialele casante şi sunt mai puţin eficiente în cazul produselor umede sau a celor care conţin o cantitate mare de grăsime. Concasoarele cu fălci sunt folosite în special la mărunţirea grosieră dar în anumite cazuri şi la cea mijlocie. Cel mai ades sunt întâlnite în industria minieră, a materialelor de construcţie dar şi în industria alimentară, în special a zahărului, pentru mărunţirea pietrei de var ce intră în procesul tehnologic de fabricare a zahărului.

Gradul de mărunţire variază între 2 şi 6 la bucăţile mari şi dure şi între 5 şi 10 la bucăţile de mărime mijlocie.

După modul de construcţie există mai multe tipuri de concasoare cu fălci dar cel mai frecvent utilizate sunt:

- concasorul cu mişcare simplă, oscilantă a fălcii (figura 1.2),

- concasorul cu mişcare complexă a fălcii (figura 1.3).

Schema de principiu a unui concasor cu fălci este prezentata in fig.1.1

Fig.1.1 Concasor cu fălci

Sfărâmarea materialului 3, se produce între cele două fălci 1 şi 2 .Falca mobilă 2, oscilează în jurul articulației 9, fiind pusă în mişcare prin intermediul pârghiilor 4 şi 5 şi a bielei 6, de către arborele excentric 7. Pe arborele 7, sunt montaţi doi volanţi 8, unul din ei jucând şi rolul de roată de curea ce primeşte mişcarea de la un motor electric. Reglajul distantei dintre fălci se realizează cu ajutorul penelor 10 şi a şurubului de reglaj 11.

Tija 12, cu arcul 13, asigură mersul înapoi al fălcii mobile, menţinând în acelaşi timp pârghiile 4 şi 5, în articulaţiile lor semicilindrice.