سنگ شکن ماشینی است که برای کاهش اندازه سنگ های بزرگ به اندازه های کوچکتر، شن یا پودر سنگ طراحی شده است.
ماشین های سنگ شکن برای کاهش اندازه و تغییر فرم متریالهای زائد بگونه ای که به آسانی دفع شده یا بازیافت شود یا کاهش سایز ماده جامد متریال خام (مانند سنگ معدن)، به گونه ای که اجزای مختلف قابل جداسازی باشد. سنگ شکنی پروسه انتقال نیروی تقویت شده با مزیت مکانیکی به ماده ای است که مولکلهای آن به سختی به هم متصل شده اند و در مقابل دفورمه شدن مقاومت می کند. دستگاه های سنگ شکن متریال را میان دو سطح سخت مماس و موازی نگاه می دارند و نیروی کافی وارد میکند تا سطوح به هم برسند و انرژی کافی به متریالی که قرار است خرد شود، فراهم کند تا مولکولهای آن از هم جدا شده یا در همان نسبت راستای آن تغییر کند یا دفورمه شود. سنگ شکن های پیشین سنگهایی بودند که با دست گرفته می شدند و وزن بالای سنگ نیاز به قدرت عضلانی بالایی داشت و علیه سنگ سندانی به کار می رفت. آسیابهای دستی و هاونهای انواع این ماشینهای سنگ شکن می باشند.
تاریخچه
در صنعت، سنگ شکنها ماشینهایی هستند که از سطح فلزی استفاده می کنند و مواد را شکسته یا به هم فشرده کنند تا به تکه های کوچکتر یا توده های متراکم تر تبدیل شوند. در سراسر تاریخ صنعت، قسمت اعظم بخش سنگ شکنی و حفر معدن پروسه ای است با قدرت عضلات به عنوان نیرویی که روی نوک کلنگ معدنکاران یا هاون تمرکز می کرد، انجام می شد. قبل از اینکه استفاده از انفجار در حفر معدن در نیمه قرن نوزدهم فراگیر شود، بیشتر سنگ شکنی و تغییر سایز سنگ معادن با دست و چکش در معادن یا بوسیله چکشهای اهرمی با قدرت آب یا آهنگریهایی که با زغال سنگ روشن می شوند کار می کردند که تیپیک دوره رنسانس در خلال اوایل تا اواسط انقلاب صنعتی بود.
مصارف صنعتی
در عملیات حفاری معدن از سنگ شکنها استفاده می شود که عموماً بر اساس درجه متریال اولیه ای که قطعه قطعه می کنند، که در مراحل اولیه و ثانویه خرد کردن متریالهای بزرگ و در مراحل ثالثیه و رابعه کاهش سایز سنگه به اجزای ریزتر می باشد تقسیم بندی می شوند. هر سنگ شکنی بر اساس ماکزیمم سایز متریال خامی که قرار است روی آن کار کند طراحی شده است و اغلب خروجی خودش را به ماشین های غربالگری می دهد که محصولات را جهت پروسه های آتی مرتب سازی و هدایت می کند. غالباً اگر قرار باشد که متریال ریزتر شود بعد از مرحله سنگ شکنی مرحله آسیاب کردن وجود دارد. علاوه بر آن صخره شکن ها کنار سنگ شکن ها واقع شده اند که سایز بسیار بزرگ متریال را برای سنگ شکنی کاهش دهند. سنگ شکن ها برای کاهش سایز قطعات استفاده می شوند بگونه ای که این قطعات را بتوان برای پروسه آسیاب کردن ذرات ریزتر بکار گرفته شود. خط عملیات مرسوم در یک معدن ممکن است شامل سنگ شکن سپس آسیاب درشت سپس آسیاب ریزتر باشد.
در عمل، متریال خام در سایزهای مختلف معمولاً توسط کامیون یا بیل مکانیکی یا لودربه قیف سنگ شکن تخلیه می شود. دستگاه تغذیه کننده متریال را وارد سنگ شکن می کند و اغلب حاوی دستگاه غربالگری می باشد که اجازه می دهد که متریال های کوچکتر از سنگ شکن رد شوند و اثربخشی را بالاتر ببرند. سنگ شکنی اولیه قطعات بزرگ را به سایزهای کوچکتر کاهش می دهد.
بعضی از سنگ شکن ها قابل متحرک هستند و می توانند سنگهایی به بزرگی یک و نیم متر ( 60 اینچ ) را خرد کنند. به صورت اولیه در چاله ای در سطح معدن مورد استفاده قرار می گیرند که این یونیت ها توانایی جابجایی با ماشینهای بزرگ تغذیه کننده را دارندکه توناژ تولیدی را افزایش دهند. سنگ های خرد شده با مقداری بتون و آسفالت مخلوط شده که در سطح جاده پخش می شوند.
انواع سنگ شکن
سنگ شکن فکی
سنگ شکن فکی از نیروی فشاری برای شکستن قطعات استفاده می کند. این فشار مکانیکی بوسیله دو فک یک سنگ شکن که یکی از آنها ثابت است در حالیکه دیگری در جریان است ایجاد می شود. سنگ شکن فکی یا تاگلی از مجموعه ای از فک های عمودی تشکیل شده است که یکی از آنها ثابت نگاه داشته می شود که به آن فک ثابت گفته می شود در حالیکه دیگری فک متحرک نامیده می شود که بسته به نوع آن با مکانیسم بادامک و شاتون به عقب و جلو حرکت می کند و مانند اهرم نوع 2 یا فندق شکن عمل می کند. فضای بین دو فک محفظه خردایش نامیده می شود. از آنجایی که خردایش کامل در یک حرکت انجام نمی پذیرد، دامنه حرکت فک متحرک می تواند خیلی کم باشد. نیرویی که برای خردایش متریال لازم است، توسط یک چرخ لنگر مهیا می شود که شفتی که یک حرکت خارج از مرکز را خلق می کند را به حرکت در می آورد که آن باعث کاهش فضای بین فک ها می گردد.
سنگ شکن های فکی ماشینهای سنگینی هستند بنابراین نیاز دارند که بسیار قوی ساخته شوند. فریم بیرونی غالباً از قالب آهن یا فولاد ساخته می شود. خود فکها معمولاً از قالبی از فولاد ساخته می شوند. آنها بر روی آسترهای قابل تعویضی سوار می شوند که از فولاد منگنزی یا Ni-hard (آلیاژ نیکل-کروم در قالب آهن) ساخته شده اند. سنگ شکن های فکی معمولاً در قسمتهای مجزا ساخته می شوند که روند انتقال آن را تسهیل کند علی الخصوص زمانی که قرار است آنها در زیرزمین برای انجام عملیات قرار گیرند.
سنگ شکن های فکی براساس نقطه اتکای فک متحرک تقسیم بندی می شوند:
- سنگ شکن Blake که فک متحرک در قسمت فوقانی فیکس شده است.
- سنگ شکن Dodge که فک متحرک در قسمت تحتانی فیکس شده است.
- سنگ شکن یونیورسال که فک متحرک در قسمت تحتانی فیکس شده است.
سنگ شکن Blake در سال 1858 توسط Eli Whitney Blake به ثبت رسید. نوع Blake قسمت تغذیه کننده ثابت و قسمت تخلیه متغیر دارد. سنگ شکن Blake دو نوع تک ضامن و دو ضامنی سنگ شکن فکی دارد.
در نوع تک ضامنی فک متحرک روی شفت خارجی معلق است که باعث ایجاد فشار بیشتر نسبت به نوع دو ضامنی سنگ شکن فکی می شود. فک متحرک روی شفت خارجی آویزان است دستخوش دو نوع حرکت موجی قرار می گیرد که یکی به سمت فک ثابت است که ناشی از عمل صفحه ضامن است و دیگری حرکت عمودی است که ناشی از چرخش شفت خارجی می باشد. این دو حرکت وقتی با هم ترکیب می شوند منجر به حرکتی بیضوی فک می شود. این حرکت زمانی مفید است که به ذرات کمک می کند که به سمت اتاقک خردایش رانده شوند. این پدیده باعث می شود که سنگ شکن های تک ضامنی ظرفیت بالاتری داشته باشند، اما همچنین منجر به پارگی بیشتر فک های خرد کننده می شود. این نوع سنگ شکنهای فکی برای خردایش ذرات نرم تر پیشنهاد می شوند.
در سنگ شکنهای دو ضامنی، حرکت نوسان دار بک متحرک ناشی از حرکت عمودی شاتون است. شاتون به بالا و پایین حرکت می کند. فک متحرک بسته می شود، به سمت فک ثابت حرکت می کند وقتی شاتون به سمت بالا حرکت می کند و زمانکه شاتون به سمت پایین حرکت می کند، باز می شود. این نوع سنگ شکن در معادن به کار گرفته می شود که بدلیل توانایی خردایش متریالهای سخت و خراشنده می باشد.
در سنگ شکنهای فکی نوع Dodge فکها در قسمت بالا با فاصله بیشتر نسبت به پایین هستند که شکل قیف مخروطی را به خود می گیرند، بنابراین متریالها به صورت پیشرونده وقتی به سمت پایین می روند ریزتر و ریزتر می شوند تا جاییکه به اندازه کافی ریز شده تا بتوانند که از دریچه تحتانی فرار کنند. سنگ شکن های فکی نوع Dodge سطح تغذیه کننده متغیر و سطح تخلیه ثابت دارند که این باعث انسداد سنگ شکن شده و به همین جهت فقط برای مقاصد آزمایشگاهی و نه برای انجام عملیات سنگین بکار گرفته می شوند.
سنگ شکن چرخان
سنگ شکن چرخان از لحاظ مفهوم پایه شبیه سنگ شکن فکی می باشد، که شامل یک سطح مقعر و یک سر مخروطی است؛ هر دو سطح بصورت تیپیک با سطوح فولاد منگنزی پوشانده شده است. مخروط داخلی حرکت دایره ای کمی دارد ولی نمی چرخد؛ حرکت توسط یک چیدمان eccentric تولید می شود. همانند سنگ شکن فکی متریال به سمت پایین مابین دو سطح حرکت می کنند و بصورت پیشرونده خرد می شوند تا اینکه به اندازه کافی کوچک شده تا از فضای میان دو سطح به بیرون ریخته شود.
سنگ شکن چرخان یکی از انواع اصلی سنگ شکنهای اولیه در معدن یا کارخانه پردازش سنگ معدن است. سنگ شکن چرخان با اندازه و بوسیله قطر دهانه و mantle یا بوسیله سایز دهانه دریافت کننده تقسیم بندی می شوند.سنگ شکنهای چرخان می توانند برای خردایش اولیه یا ثانویه مورد استفاده قرار گیرند. عمل خردایش بوسیله کاهش فضای موجود بین دو خط mantle (متحرک) که در اسپیندل فوقانی مرکزی و سطوح مقعر (ثابت) که در قالب اصلی سنگ شکن قرار داده شده است، می باشد. فضا بوسیله یک eccentric که در ته اسپیندل قرار داده شده است باز و بسته می شود و باعث می شود که اسپیندل مرکزی عمودی بچرخد. اسپیندل عمودی آزاد است که حول محور خودش بچرخد.
سنگ شکن مخروطی
با پیشرفت سریع صنعت استخراج معدن، سنگ شکنهای مخروطی به چهار نوع تقسیم بندی می شوند: سنگ شکن مخروطی مرکب، سنگ شکن مخروطی بهاری، سنگ شکن مخروطی هیدرولیک و سنگ شکن چرخان. مطابق مدلهای متفاوت، سنگ شکن مخروطی به انواع سری VSC سنگ شکنهای مخروطی (سنگ شکن مخروطی مرکب)، سنگ شکن مخروطی سیمون، سنگ شکن مخروطی PY، سنگ شکن مخروطی تک سیلندر هیدرولیک، سنگ شکن مخروطی چند سیلندر هیدرولیک، سنگ شکن چرخان و … می باشد.
سنگ شکن مخروطی در عمل شبیه سنگ شکن ژیراتوری با شیب کمتر اتاقک خردایش و parallel zone بیشتر در زون خردایش می باشد. سنگ شکن مخروطی سنگ را با فشار روی سنگ بین اسپیندل ژیراتوری خارجی که توسط یک سطح مقاوم به وزن و یک قیف مقعر که توسط منگنز مقعر پوشیده شده است، خرد می کند. سنگ از سر مخروط وارد سنگ شکن می شود، و ما بین mantle و سطح مقعر تحت فشار قرار می گیرد. قطعات بزرگ بلافاصله خرد می شوند، و سپس به قسمت تحتانی ریخته می شوند (چراکه آنها کوچکتر شده اند) جایی که مجدداً خرد می شوند. این روند تا زمانیکه قطعات به اندازه کافی کوچک شوند ادامه می یابد تا اینکه که از دریچه تنگ تحتانی سنگ شکن بیرون بیفتد.
سنگ شکن مخروطی برای خردایش سنگها و سنگ معدن های نیمه سخت و بالاتر مناسب است. این سنگ شکن مزایای دیگری مانند ساختار مطمئن، سودمندی بالا، سازگاری آسان و هزینه های عملیاتی پایین نیز دارد. spring release system سنگ شکن مخروطی به عنوان محافظ اضافه بار عمل می کند که اجازه می دهد که اجزای آواره از اتاقک خردایش بدون آسیب به سنگ شکن عبور کنند.
سنگ شکن مخروطی مرکب
سنگ شکن مخروطی مرکب (سری VSC سنگ شکنهای مخروطی) متریال با سختی متوسط به بالا را می توانند خرد کنند. از آن در استخراج معادن، صنایع شیمیایی، ساخت جاده و پل، ساختمان سازی و … استفاده می شود. همانگونه که از سری VSC سنگ شکنهای مخروطی انتظار می رود، چهار حفره خردایش برای انتخاب وجود دارد (درشت، متوسط، ریز، خیلی ریز). در مقایسه با همان نوع، سری VSC سنگ شکنهای مخروطی، ترکیب فرکانس و eccentricity از همه بهتر است، که باعث قابلیت پودرسازی بالاتر متریال و بازدهی بالاتر می شود. علاوه بر آن سری VSC سنگ شکنهای مخروطی تاثیر چند لایه کردن خردایش ذرات مواد که باعث بهتر شدن ساختار مکعبی متریال خرد شده می شود و میزان فروش را بهتر می کند را بهبود بخشیده اند.
سنگ شکن مخروطی سیمونز
سنگ شکن مخروطی سیمونز (سنگ شکن مخروطی spring) می تواند متریال با سختی متوسط و بالاتر را خرد کند. از آن به صورت گسترده در ذوب فلزات، ساختمان سازی، هیدروپاور، ترابری، صنایع شیمیایی و … استفاده می شود. وقتی با سنگ شکنهای فکی استفاده شود، از آن می توان در خردایش دوم، سوم و چهارم استفاده شود. به طور کلی نوع استاندارد سنگ شکن مخروطی سیمونز برای خردایش متوسط استفاده می شود. نوع مدیوم برای خردایش ریز استفاده می شود. نوع سر کوتاه برای خردایش ریز و درشت استفاده میشود. از آنجایی که تکنیک قالب فولادی اتخاذ شده است، این ماشین استحکام خوب و قدرت بالایی دارد.
سنگ شکن مخروطی هیدرولیک تک سیلندر
سنگ شکن مخروطی هیدرولیک تک سیلندر، از یک قالب اصلی، دستگاه انتقال دهنده، شفت eccentric، bearing کاسه ای شکل، مخروط خردایش، mantle، آستر کاسه ای، دستگاه adjusting، adjusting sleeve، سیستم کنترل هیدرولیک، سیستم ایمنی هیدرولیک، dust-proof ring، بشقاب تغذیه کننده و … تشکیل شده است.
سنگ شکن مخروطی هیدرولیک چند سیلندر
سنگ شکن مخروطی هیدرولیک چند سیلندر، از یک قالب اصلی، شفت eccentric ، مخروط خردایش،mantle، آستر کاسه ای، دستگاه adjusting، dust ring، دستگاه انتقال دهنده ، bearing کاسه ای شکل، adjusting sleeve، سیستم کنترل هیدرولیک، سیستم ایمنی هیدرولیک و … تشکیل شده است. موتور الکتریک سنگ شکن مخروطی eccentric shaft را می راند تا حرکت متناوب دور شفت محور نماید و متعاقب آن سطح mantle به آستر کاسه ای نزدیک و دور شود و در نتیجه متریال در نتیجه فشار و آسیاب داخل اتاقک خردایش، خرد شود. سیلندر ایمنی ماشین می تواند از ایمنی و lift supporting sleeve و مخروط ایستا با سیستم هیدورلیک اطمینان بخشی دهد و بصورت خودکار زمانی که ماشین بصورت ناگهانی از کار افتاد بلوکها را از اتاقک خردایش خارج نماید. بنابراین تعمیرات و نگهداری به میزان زیادی کاهش می یابد و کارایی تولید افزایش می یابد بطوریکه می تواند بلوکها را بدون باز کردن ماشین خارج کند.
سنگ شکن ضربه ای
سنگ شکن های ضربه ای از تأثیر ضربه به جای فشار برای خرد کردن متریال استفاده می کنند. متریال در یک قفس با یک دریچه در قسمت پایین، انتها یا اطراف جا داده می شود که اجازه می دهد متریال پودر شده خارج گردد. دو نوع سنگ شکن ضربه ای وجود دارد: horizontal shaft impactor و vertical shaft impactor
Horizontal shaft impactor (HSI) / Hammermill
سنگ شکن های HIS سنگ را با ضربه چکشهایی می شکنند که ثابت می باشند و بر روی قسمت خارجی یک چرخ در حال چرخیدن قرار دارند. ماشینهای HSI در محل، سوار شده روی تریلر و کراولر فروخته می شوند. HSIها برای بازیافت سنگهای سخت و متریال نرم به کار می روند. در سالهای اولیه استفاده از سنگ شکنهای HSI محدود به متریال نرم و متریال غیر خشن مانند سنگ آهک، فسفات، سنگ گچ، شیلها بود هرچند پیشرفت در ذوب فلزات استفاده از این ماشینها را تغییر داده است.
Vertical shaft impactor (VSI)
سنگ شکنهای VSI در رویکرد های متفاوتی که شامل رتورهای با سرعت بالا با نوک مقاوم به وزن و اتاقک خردایشی که طراحی شده است که سنگ را به سمت مخالف پرتاب کند، استفاده می شود. سنگ شکنهای VSI از سرعت به جای فشار سطحی به عنوان نیروی غالب جهت خرد کردن سنگ استفاده می کنند. در حالت طبیعی سنگ سطحی ناهموار و دندانه دار دارند. اعمال فشار صفحه ای منجر به ذرات غیرقابل پیشبینی و غیر مکعبی می شود. استفاده از سرعت به جای فشار سطحی اجازه می دهد که فشار شکننده به صورت هموار به هر دو سطح سنگ و جرم سنگ اعمال شود. سنگها علاوه بر سایز شیارهایی درون ساختمانهایشان دارند. هنگامیگه سنگ توسط روتور VSI به سمت سندان سخت پرتاب می شود، در امتداد همین شیار ها شکسته و خرد می شود. سایز نهایی ذرات توسط 1) سرعتی که سنگ به سندان می خورد و 2) فاصله بین انتهای روتور و محل ضربه به سندان کنترل می شود. محصول حاصله از سنگ شکنی VSI عموماً شکل مکعبی منسجم مانند آنچه که در استفاده از آسفالت مدرن بزرگراهها مورد نیاز است می باشد. استفاده از این روش به متریالهایی با خشونت بالا اجازه می دهد که بیشتر از آنچه که در توان HSI و سایر روشهای خردایش است خرد شوند.
سنگ شکن های VSI از روتورهای باسرعت بالا در مرکز اتاقک خردایش و سطح ضربه ای خارجی از سندان فلزی مقاوم یا سنگ شکسته استفاده می کنند. استفاده از قالب فلز سطحی “سندان” با عنوان “VSI کفش و زندان” مرسوم است. استفاده از سنگ روی دیواره خارجی سنگ شکن برای سنگهای جدید که با برخورد به آنها قرار است شکسته شوند، با عنوان “VSI سنگ روی سنگ” مرسوم است. سنگ شکنهای VSI می تواند در سطح ثابت یا روی وسیله متحرک استفاده شوند.
مینرال سایزرها
مینرال سایزرها انواعی از سنگ شکنهای چرخشی هستند که دو روتور با دندانه های تیز روی شفت با قطر کم دارند که با سرعت پایین توسط سیستم هدایت گشتاوری مستقیم بالا چرخانده می شوند. این طراحی سه قانون علمی اصلی تولید می کند که تمامی آنها متریال در حال خردایشی که از تکنولوژی سایزر استفاده می کنند در تعامل هستند. قوانین علمی منحصر به فرد خردایش سه مرحله ای، غربال چرخشی و الگوی دندانه ای عمیق می باشند.
خردایش سه مرحله ای: در ابتدا، متریال توسط صفحات هدایت کننده مخالف دندانه های روتور گرفته می شوند. اینها سنگ را در معرض نقاط بار متعدد قرار می دهند که به متریال فشار القا می کند تا هر ضعف طبیعی را نابود کند. در مرحله دوم، متریال در فشاری که از سه نقطه مابین دندانه های جلو، دندانه های عقب روی روتور دیگر وارد می شود خرد می شود. هر تکه درشت متریالی که هنوز بزرگ مانده است، هنگامی که روتور از طریق دندانه ها تکه تکه می کند، می شکند، بنابراین به کنترل سایز سه بعدی محصول نائل می شود.
غربال چرخشی: طراحی مشبک دندانه دار روتوربه متریال ریز آزاد در جریان اجازه می دهد که از طریق گپهایی که بصورت مداوم تغییر می کنند عبور کند.
الگوی دندانه ای عمیق : پیمایش عمیق متریالهای بزرگتر را به یک سمت ماشین می برد و کمک به پخش تغذیه در تمامی طول روتور می کند. این قابلیت می تواند برای خارج سازی متریالهای درشت از ماشین مورد استفاده قرار گیرد.
سطل سنگ زنی
سطل سنگزنی به حفار هیدرولیکی متصل می شود. این وسیله ای است که متشکل از یک سطل با دو فک خردکننده درون آن قرار دارد که یکی از آنها ثابت و دیگری نسبت به آن به عقب و جلو مانند سنگ شکن فک حرکت می کند.آنها با قدرت انرژی بالا، حرکت دورانی فک و بشقاب ضد رکود است که مانع از این می شود که ذرات در حال خردشدن در دهانه سطل تجمع یابند و اجازه نمی دهد که وارد فک ها شوند. همچنین آنها فکهای خردکننده ای دارند که در حالت متقاطع قرار دارند. این حالت با حرکت دورانی به سطل سنگ زنی امکان آسیاب متریالهای مرطوب را می دهد.
تکنولوژی
پیشرفت در بیشتر قسمتهای طراحی ماشین سنگ شکن کند بوده است. سنگ شکنهای فکی عملاً برای 60 سال بدون تغییر باقی مانده بودند. قابلیت اعتماد و تولید بیشتر به طراحی سنگ شکن های مخروطی که به میزان بالا بدون تغییر مانده بودند، اضافه شده است، افزایش سرعت چرخش بیشترین دگرگونی را ایجاد کرده است. برای مثال، سنگ شکن مخروطی 48 اینچی (120 سانتی متری) تولید شده در سال 1960 می تواند 170 تن بر ساعت سنگ خرد شده تولید کند، در حالیکه سنگ شکن امروزی در همان سایز 300 تن بر ساعت سنگ خرد شده تولید می کند. این پیشرفتهانا شی از افزایش سرعت و طراحی بهتر اتاقک خردایش می باشد.
بیشترین پیشرفت در قابلیت اطمینان سنگ شکنهای مخروطی در استفاده از هیدرولیکها برای محافظت سنگ شکن از آسیب در زمانی که شیء غیر قابل شکستن وارد اتاقک می شود، دیده شده است. اجسام بیگانه مانند فولاد ممکن است آسیب شدید به سنگ شکن مخروطی وارد کرده و هزینه های زیادی ناشی از کاهش تولید وارد کند. استفاده از سامانه هیدرولیک میزان زمان ناشی از خرابی را به میزان زیادی کاسته و عمر این ماشینها را بیشتر کرده است.
منابع و مآخذ
مطالب مرتبط
کارگاه سنگ و بلوک ایران مرکز پخش و عرضه کننده انواع پودر سنگ، پودر سنگ جوشقان، مواد آبگریز، سنگهای دانه بندی شده و سنگهای تزئینی می باشد.
کیسه های پودر سنگ در بسته بندی های 30 کیلوگرمی عرضه می شود.
محصولات به تمامی نقاط کشور بنا به درخواست مشتری ارسال می گردد.
مدیریت فروش: یحیی حامدی