بررسی مدارهای سنگ شكنی و خردایش مواد معدنی

مقدمه

كنترل اتوماتيک مدارهای سنگ شكنی به طور روزافزونی مورد استفاده قرار می گيرد، سنگ شكن های بزرگتر ساخته می شود و واحدهای سـنگ شـكنی سـيار كه هزينه انتقال ماده معدنی را با اسـتفاده از نوار نقاله به جای كاميون به طور چشـمگيری كاهش می دهد، مورد استقبال واقع شده است.

واحدهای سنگ شكنی سيار كه با گسترش معدن حركت می كنند، معمولاً از دستگاه سنگ شكن فكی، دستگاه سنگ شکن چكشی يا دستگاه سنگ شکن کوبیت استفاده می كنند و به طور مستقيم و يا توسط فیدرهای زنجيری تا تناژ 1000 تن بر ساعت تغذيه می شوند. در بعضی از كارخانه ها از سنگ شكن های ژیراتوری بزرگ تا ظرفيت 6000 تن بر ساعت استفاده می شود. محصول سنگ شكن ثانويه توسط سرند طبقه بندی شده و به مخزن قبل از سنگ شكنی ثالثيه منتقل می شود. در مواردی مدار ســنگ شــكنی نه تنها برای توليد خوراک آســيا، بلكه برای فراهم كردن واســطه خردايش برای مدار آســيای خودشكن طراحی می شود.

سيستم های كنترل مدارهای سنگ شكنی

سيستم های كنترل مدارهای سنگ شكنی معمولا شامل آشكارسنج های سطح، حسگر جريان روغن، تجهيزات اندازه گيری توان، ترازوی زير نوار نقاله، موتورهای تسمه ای سرعت متغير، فیدرها، آشكارساز گرفتگی دهانه خروجی مواد و تجهيزات اندازه گيری ابعاد ذرات می شوند.

سيستم های كنترل سرپرستی معمولا برای سنگ شكن های فکی به كار گرفته نمی شود و ابزارها صرفا برای حفاظت از آن ها مورد استفاده قرار می گيرند.

آشــكارســازهای جريان روغن و نشــانگرهای درجه حرارت ياتاقان ها به همراه هشــدارهای ســطح بالا و پايين در زير مخازن سنگ شكن به كار گرفته می شوند.

هدف مدارهای ســنگ شــكنی

معمول ترين هدف مدارهای ســنگ شــكنی ثانويه و ثالثيه که شامل سنگ شکن های ضربه ایی یا کوبیت، سنگ شکن چکشی و هیدروکن ها می باشد،  حداكثر كردن ظرفيت ســنگ شــكن در يک اندازه محصــول معين می باشد.

ســه عامل تأثيرگذار بر كارآيی ســنگ شــكن كه قابل كنترل میباشــند عبارتند از: نرخ خوراک، اندازه دهانه خروجی و اندازه خوراک. مؤثرترين راه بيشينه كردن ظرفيت، حفظ توانكشی سنگ شكن در بالاترين حد ممكن است كه توسط بسياری از كارخانه ها به كار گرفته می شود.

در مدار سنگ شكنی بسته، اندازه گلوگاه در حالت بسته مقدار بهينه ای دارد كه بالاترين تناژ محصول طبقه بندی شده برای يک توان معين را به همراه دارد. افزايش اندازه دهانه خروجی سنگ شكن در مدار بسته سنگ شكنی، منجر به افزايش خوراک ورودی به مدار می شود، ولی با توجه به بالا رفتن ميزان بار در گردش انجام اين كار فقط تا يک حد معين امكانپذير است.

معمولا توان كشی توسط فیدر با سرعت متغير تنظيم می شود. تغيير در سختی ماده معدنی و اندازه ذرات با استفاده از سرعت نوار نقاله خوراک دهنده جبران می شود. در اين حالت چون سيستم در حالت “خفه” كار می كند، نشانگرهای سطح بالا و پايين مواد مورد نياز است كه معمولاً نوع مكانيكی، هسته ای، صوتی و يا كليدهای هم جواری به كار می رود.

سنگ شكنی با توان كشی بالا منجر به توليد ذرات ريز می شود، اگر اين افزايش توليد ذرات ريز كه به مدار آسياكنی منتقل می شود قابل تحمل نباشد، با كوچکتر كردن روزنه های سرند مدار بسته سنگ شكنی می توان محصول ريزتری را توليد كرد. بايد توجه داشـت كه با اضـافه شـدن ميزان بار در گردش، مقدار مواد مانده روی سـرند زيادتر می شـوند كه منجر به كاهش كارآيی سرندكنی و كاهش حد جدايش سرند  می شود.

در زمان هايی كه اضافه ظرفيت سنگ شكنی وجود دارد و يا نياز است كه ظرفيت مدار كاهش يابد، می توان با كاهش تعداد سرندهای مورد استفاده بار در گردش را اضافه كرد كه اين خود منجر به توليد محصول ريزتر می شود.

در مواردی كه محصول سنگ شكن قابل فروش است (مانند سنگ هاي مورد استفاده در جاده سازی) هدف كنترل، معمولاً بيشينه كردن محصول با اندازه معين از هر تن خوراک است، چون كارآيی سرندكنی با افزايش بار در گردش كاهش می يابد، در نتيجه برای كنترل اندازه محصول می توان از ميزان بار در گردش استفاده كرد كه معمولاً با تغيير تنظيمات سنگ شكن عملی می شود.

در مدار سنگ شكنی حلقه های كنترلی ديگر برای كنترل سطوح در مخازن بين مراحل مختلف مورد استفاده قرار می گيرد، به
عنوان مثال سطح مواد در مخزن محصول سنگ شكن با تغيير سرعت خوراک دهنده سرندها تنظيم می شود.

سخن پایانی

در اغلب كارخانه های سنگ شكنی به دليل وجود تأخيرهای فرآيندی طولانی، كنترل كننده های PI استاندارد برای حلقه های كنترلی مناسب نمی باشند و معمولاً از مدل هايی كه زمان های واقعی تاخيرها را در نظر می گيرند، استفاده می كنند و از اين مدل ها برای تنظيم ورودی كنترل كننده ها بهره گرفته می شود.

برای اســـتفاده از كنترل كننده هايی كه بر اســـاس مدل كار می كنند، لازم اســـت كه مدل های ديناميكی كه به طور دقيق
خصوصيات اصلی ديناميكی سنگ شكن را توصيف می كنند، در دسترس باشند.
براي ســنگ شــكن های مخروطی، مدل ديناميكی بايد شــامل پيش بينی دقيق دانه بندی خروجی، ظرفيت و توان مصــرفی به صورت تابعی از زمان باشد.