Молотковые дробилки нашли широкое применение в цементной промышленности. Они используются для дробления твердого известняка и известняка средней твердости, а иногда — для дробления мергеля. В зависимости от вида дробимого материала степень измельчения в молотковых дробилках составляет от 40 до 60. Высокая степень измельчения в молотковых дробилках иногда позволяет обойтись без применения многоступенчатых дробильных установок. Выпускаются два типа молотковых дробилок— однороторные и двухроторные.

В дробилках обоих типов загружаемый материал вначале подвергается первичному дроблению ударными молотками и проходит через загрузочную решетку, называемую также решеткой первой стадии; затем на стержнях нижней колосниковой решетки материал подвергается вторичному дроблению. Наличие двух решеток позволяет считать эти дробилки двухступенчатыми. Расстояние между стержнями решетки определяет крупность измельченного материала; крупность зерен равна примерно половине расстояния между стержнями решетки. Обычно зазор между стержнями нижней решетки равен 25—30 мм. При повышенной влажности загружаемого материала зазор между стержнями увеличивается до 60 мм. В зависимости от назначения материала зазор между стержнями решетки может достигать 200 мм. При влажном и клейком материале для решетки применяются стержни треугольного сечения, в остальных случаях — трапецеидального.

В новых моделях молотковых дробилок не устанавливают первичных решеток, так как они часто засоряются.

Ударное воздействие молотков на дробимый материал неравномерно; неравномерность нагрузок на дробилку и двигатель

привода выравнивают с помощью массивных маховиков. Обычно в двухроторных дробилках каждый ротор приводится в действие собственным двигателем.

Масса сменных ударных молотков в зависимости от величины дробилки составляет от 70 до 200 кг. Сталь, из которой изготовлены молотки, имеет следующий химический состав, %: С= 1,0—1,4, Si = 0,4—1,0, Мп= 12,0—14,0, Р = 0,06.

В зависимости от твердости дробимого материала удельный износ ударных молотков составляет от 1,5 до 3,0 г на 1 т дробимого материала. Хромованадиевая сталь имеет износ, равный 3 г/т, а хромокремневанадиевая сталь — 2 г/т [47].


Окружная скорость молотков составляет 25—50 м/с. В зависимости от размеров дробилки частота вращения роторов в однороторной и двухроторной дробилках составляет 250— 400 об/мин.

Расход энергии в однороторных дробилках равен от 1 до 2 кВт-ч на 1 т дробимого материала; в двухроторных дробилках он составляет от 1,3 до 1,8 кВт-ч/т.

На рис. 3.26 показаны шесть различных конструкций молотков, применяемых в молотковых дробилках [47 а].

Таким образом, по расчету требуются два двигателя мощностью 83 л. с. (65 кВт) каждый; из имеющихся в наличии двигателей выбирают те, мощность которых превышает расчетную.

На рис. 3.27—3.30 представлены дробильные установки фирмы «Бюлер-Миаг», Брауншвейг (ФРГ), в которых использованы молотковые дробилки. На рис. 3.27 показана стандартная дробильная установка, оборудованная двухроторной молотковой дробилкой, а на рис. 3.28 — двухступенчатая дробильная установка для первичного и вторичного дробления, оборудованная двухроторной молотковой дробилкой большой производительности. На рис. 3.29 даны поперечное сечение и принцип действия двухроторной молотковой дробилки стандартной конструкции.

В табл. 3.10.2 приведены некоторые технические характеристики двухроторных молотковых дробилок типа «Титан» фирмы «Бюлер-Миаг», имеющих производительность от 220 до 2000 т/ч.

Уравнение кинетической энергии молотка, приведенное в начале данного раздела, является только одним из основных физических уравнений, объясняющих процесс дробления в дробилках ударно-отражательного действия. Динамические показатели молотка и соотношения нагрузок, передающихся на материал, зависят от многих факторов, что не позволяет точно рассчитать возникающие нагрузки. На основе упрощенных физических


представлений и соответствующих экспериментов были предложены уравнения, описывающие ряд динамических соотношений:

1) уравнение для определения массы молотков;

2) уравнение для определения эффективной мощности при дроблении;

3) уравнение для определения мощности приводного двигателя.

Кроме того, в результате теоретических разработок и практических исследований было установлено, что износ молотков растет пропорционально квадрату окружной скорости. Поэтому кон-

структоры стремятся к получению минимальной окружной скорости путем выбора соответствующей конструкции ударных элементов и ударно-отражательной камеры; одновременно стараются сохранить степень измельчения при дроблении материала.

На этой основе сконструированы молотковые дробилки системы «Гумбольдт-Ведаг» фирмы «Индустрианлаген», Кельн (ФРГ). В табл. 3.10.3 приведены некоторые характеристики этих молотковых дробилок.

На рис. 3.31 показано поперечное сечение двухроторной молотковой дробилки системы «Гумбольдт — Ведаг».

При дроблении однороторными молотковыми дробилками влажность сырья не должна превышать 10%> а содержание глины—20%. Область применения молотковых дробилок обоих типов определяется также предельным износом. Ожидаемый удельный износ молотков не должен превышать 5 г/т. 3.11. Дробилки ударно-отражательного действия

Ударно-отражательное дробление является динамическим процессом. В дробилке ударно-отражательного действия осуществляются три стадии дробления. Первая стадия — основное дробление— начинается в тот момент, когда бильные элементы,. закрепленные на роторе, ударяют по дробимому материалу. Отражательные плиты, установленные в дробилке, предназначены прежде всего для удержания материала в дробильной камере; материал, попавший на плиты, отбрасывается назад в дробильную камеру, где снова подвергается ударному воздействию молотков, пока измельченные частицы не провалятся в зазор между ротором и нижним краем отражательных плит. Вторая стадия дробления осуществляется при столкновении дробимого материала с отражательными плитами. Третья стадия дробления возникает при соударении частиц дробимого материала. При такой системе дробления ударное действие является основным компо­нентом. Дробление материала происходит по поверхности естественных трещин. Поэтому для ударно-отражательного дробления пригодны только хрупкие каменные материалы средней твердости; пластичные материалы следует дробить другим способом.

Дробилки ударно-отражательного действия состоят из одного-или двух барабанов с ударными лопастями, имеющими окружную скорость от 24 до 45 м/с, что сообщает нужную скорость материалу, предназначенному для ударно-отражательного дробления. Поэтому энергия, расходуемая на дробление, зависит or окружной скорости барабана. Для получения максимальной производительности и заданной крупности продукта требуется определенная окружная скорость, зависящая от вида дробимой породы.

При низких окружных скоростях получаются очень крупные-куски и, наоборот, при высоких окружных скоростях — мелкие. Удельный расход энергии составляет 0,45—1,0 кВт/т. Суммарный износ стальных деталей равен 0,3—3,0 г/т; в эту сумму включаются ударные штанги, отражательные плиты и била. Износ стальных деталей тесно связан с окружной скоростью ротора; он возрастает пропорционально квадрату окружной скорости [47]. В однороторной дробилке ударно-отражательного действия отражательные плиты устанавливают на определенном расстоянии вокруг ротора, как показано на рис. 3.32 (фирма «Хаце-маг»).

Другое расположение ротора и отражательных плит показано на рис. 3.33. Такая дробилка дополнительно оборудуется ударными штангами.

На рис. 3.34 показан процесс ударно-отражательного дробления в двухроторной дробилке. Эта дробилка имеет только ударные штанги, о которые разбивается дробимый материал; отражательные плиты здесь не устанавливаются. Ударные штанги не только служат решеткой, через которую проходят куски раздробленного материала, но и являются важным элементом системы ударно-отражательного дробления. Степень измельчения в двухроторных дробилках ударно-отражательного действия зависит от заданного интервала на кривой гранулометрического состава и составляет от 40 до 50.

На рис. 3.35 показана двухроторная дробилка ударно-отражательного действия в корпусе (на рис. 3.33—3.35 показаны дробилки фирмы «Айова Мэньюфэкчеринг», США).

На ударные штанги надеты трубы из марганцовистой стали, которые при износе можно быстро заменить.

Фирма «Гумбольдт-Ведаг» выпускает дробилки ударно-отражательного действия трех типов: PEG — для грубого дробления, PEF — для тонкого дробления и «Хардопакт» — для дробления твердых пород.

На рис. 3.36—3.38 показаны поперечные сечения дробилок названных трех типов.

Дробилки типа PEG для грубого дробления. Основным назначением этих дробилок ударно-отражательного действия является первичное дробление сырья, например известняка, мела, гипса, угля и т. п., для получения зерен крупностью от 0 до 150 мм при производительности до 1500 т/ч; максимальный допустимый линейный размер зерен загружаемого материала равен 1600 мм. В табл. 3.11.2 приведены технические характеристики дробилок типа PEG. Следует отметить, что производительность дробилки и необходимая мощность приводного двигателя зависят от дробимого материала и заданной крупности зерен после дробления.

Дробилки типа PEF для тонкого дробления. Основным назначением этих дробилок ударно-отражательного действия является тонкое дробление цементных сырьевых смесей и угля для получения зерен крупностью от 0 до 45 мм при производительности до 1400 т/ч; максимальный допустимый линейный размер зерен загружаемого материала равен 750 мм. В табл. 3.11.3 приведены технические характеристики дробилок типа PEF. Здесь так же, как для дробилок типа PEG, производительность дробилки и необходимая мощность приводного двигателя зависят от заданной крупности зерен после дробления.

Фирма «Индустрианлаген» в 1965 г. разработала специальную конструкцию дробилок для переработки твердых и вязких пород. В цементной промышленности такие дробилки применяются в тех случаях, когда требуется измельчить железную руду и кварцит для использования в качестве корректирующих компонентов; они также эффективны при дроблении шлаков.

Основной областью применения дробилок типа «Хардопакт» является дробление пород с высокой твердостью по Моосу, прочностью при сжатии более 250 Н/мм2 (2500 кгс/см2) и высоким содержанием Si02. Выпускается 6 типов таких дробилок. При крупности загружаемого материала 400 мм и продукта от 0 до 35 мм производительность дробилок составляет от 50 до 240 т/ч.

К особым свойствам этих дробилок производители относят низкий износ и незначительные затраты энергии, что обеспечивается прежде всего за счет малой окружной скорости ротора, равной 22—30 м/с. В табл. 3.11.4 приведены технические характеристики дробилок типа «Хардопакт» [47, 47к, 471, 47т, 47п].

Комбинированные дробилки ударно-отражательного действия фирмы «Хацемаг» (Вестфалия, ФРГ) получили свое название из-за соединения в общем корпусе дробилок двух типов. В корпусе установлены два параллельных ротора. Первичный и вторичный роторы оборудованы билами.

Как видно из рис. 3.39, вторичный ротор находится в глубине корпуса за первичным. Производительность таких дробилок в значительной степени зависит от угла наклона роторов к горизонтальной плоскости; степень измельчения достигает 60— 70.

Куски породы крупностью около 1500 мм за один проход через дробилку измельчаются в зерна, 95% которых имеет крупность менее 25 мм. Первичный ротор служит для грубого дробления, а вторичный измельчает материал до заданной крупности зерен. Окружная скорость ротора составляет от 25 до 35 м/с в зависимости от свойств дробимой породы.