Раздел I. Оборудование для измельчения и сортирования строительных материалов

Глава I. Общие сведения

§ 1. Свойства измельчаемых материалов

Измельчение — процесс последовательного уменьшения размеров кусков твердого материала от первоначальной (исходной) круп­ности до требуемой. В некоторых случаях этот процесс является подготовительным и получаемый продукт направляется на даль­нейшую переработку, как, например, при производстве цемента. В других случаях, например при производстве щебня, в резуль­тате измельчения получается товарный продукт, т. е. процесс измельчения имеет самостоятельное значение.

В зависимости от конечной крупности кусков (мм) материала различают следующие основные виды измельчения.

Дробление:

крупное 100—350

среднее 40—100

мелкое 5—40

Помол:

грубый 5—0,1

тонкий 0,1—0,05

сверхтонкий менее 0,05

§2 Основные сведения о свойствах измельчаемых материалов

Основным сырьем при производстве различных строительных материалов являются горные породы (рис. 1).

При создании или выборе оборудования по переработке этих пород необходимо учитывать их основные физико-механические свойства: прочность, хрупкость, абразивность, крупность и др.

Прочность — свойство горной породы сопротивляться разру­шению при возникновении внутренних напряжений, появляю­щихся в результате какого-либо нагружения (например, при механическом сжатии). Количественными показателями этого свойства служат так называемые пределы прочности на сжатие σ_сж и на растяжение σ_р. Оба показателя можно рассчитать, опре­делив экспериментально значения разрушающего усилия Р нормализованных образцов кубической или цилиндрической формы:

σ (р) ⁼ Р/F

где σ_{сж (р)} — предел прочности на сжатие (или растяжение), МПа; Р— разру­шающее усилие, мН; F— площадь сечения образца в плоскости, перпендику­лярной разрушающему усилию, м².

σ (МПа)

Более 250 150—250 80—150 До 80

Исходя из предела прочности на сжатие, горные породы разде­ляют на

Особопрочные

Прочные

Средней прочности Мягкие

Рис. 1. Классификация горных пород по их происхождению

Хрупкость — свойство горной породы разрушаться без замет­ных пластических деформаций.

Существуют различные методы количественной оценки хруп­кости. При испытании строительных материалов используют методику, по которой хрупкость горной породы определяют числом ударов гири массой 2 кг, падающей каждый раз с высоты, превы-

шающей предыдущую на 1 см до разрушения образца. Ис­пытание проводят на нор­мализованных образцах ци­линдрической формы. По числу ударов, выдерживае­мых образцами, породы раз­деляют на:

Очень хрупкие Хрупкие

Вязкие

Очень вязкие

До 2

2—5

5—10

Более 10

Рис. 2. Прибор для определения по­казателя абразивности

Абразивность — способность перерабатываемого материала изнашивать рабочие органы машин. Абразивность горных пород особенно важно знать при определении рациональной области использования оборудования, применяемого для переработки по­род. По методике, разработанной ВНИИстройдормашем, абра­зивность выражают в граммах износа эталонных бил, отнесенных к 1 т передробленного материала.

Для определения показателя абразивности используют прибор, представляющий собой модель роторной дробилки (рис. 2) и состоящий из бункера 1 для загружаемого материала, шиберной заслонки 2, наклонного лотка 3, обеспечивающего подачу материа­ла под удары бил в определенном месте, ротора 4 с укрепленными на нем билами и трех отражательных плит 5.

Для определения абразивности материала подготовляют пор­цию материала массой 1 кг и крупностью 10—20 мм. Била-образцы изготовляют из стали 45 и термически обрабатывают до твердости HRC 28—32. После того, как через прибор будет пропущено опре­деленное количество проб, била-образцы снимают и взвешивают. Такие определения проводят, минимум, 3 раза.

Показатель абразивности (г/т)

Показатель абразивности И определяют при окружной ско­рости 30 м/с (И₃₀)• При работе дробилки на других скоростях удельный износ рабочих органов существенно изменяется. Так, при увеличении окружной скорости в 2 раза (от 30 до 60 м/с) удельный износ материала бил роторных дробилок возрастает примерно в 4 раза. Используя данный показатель, Всесоюзный научно-исследовательский институт строительного и дорожного машиностроения (ВНИИстройдормаш) предложил разделить все горные породы в зависимости от их абразивности на 10 категорий (табл. 1).

Данные табл. 1 дают возможность сравнивать сроки службы рабочих органов роторных или молотковых дробилок при перера­ботке горных пород различных категорий абразивности при про­чих равных условиях, используя коэффициент перехода К = 2^(В-А) где А и В — породы различной категории абразивности. Например, если порода А второй категории, а порода В седьмой, то (В—А) = 7—2 = 5 и К = 2⁵ = 32. Значит, удельный износ рабочих органов дробилок на породе В будет в 32 раза больше, чем на породе А.

Существуют и другие методы определения абразивности горных пород.