Urządzenia do kruszenia i rozdrabniania
Wzrastająca liczba odpadów na świecie wymusza opracowywanie coraz nowszych metod odzyskiwania i dostarczania w miarę jednorodnego materiału, który może być ponownie zagospodarowany. Przez zwiększający się strumień odpadów wzrastają wymagania co do metod przetwarzania różnorodnych frakcji w procesie recyklingu.
Świadome działania służące ochronie środowiska zwiększają ilość odzyskiwanych odpadów. Z kolei celem każdego indywidualnego procesu recyklingu jest odzyskanie z odpadów surowców nadających się do powtórnego wykorzystania lub wykazujących taką przydatność, aby w ten sposób zminimalizować ogólną ilość ich powstawania.
Ogromną rolę w tym procesie odgrywa recykling materiałowy, wykorzystujący techniki przetwarzania w oparciu m.in. o procesy mechaniczne.
Kruszenie, rozdrabnianie, rozdzielanie, separowanie oraz sortowanie strumienia odpadów jest jedną z dróg uzyskania „nowego surowca”. Metoda kompleksowego recyklingu jest niczym innym jak normalnym procesem produkcyjnym. Aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie tego procesu, potrzebne są maszyny i urządzenia do recyklingu. Zapotrzebowanie na specjalistyczny sprzęt zależy od etapu i metod przetwarzania odpadów.
Kruszarki
Specjalistyczną grupę urządzeń stanowią kruszarki. Historia tego sprzętu wywodzi się od pierwotnego przetwarzania surowców mineralnych. Do procesów technologicznych wymagających kruszenia, mielenia, separacji oraz transportu minerałów potrzebne są odpowiednie urządzenia. Jeśli mówimy o pierwszych konstrukcjach oraz zastosowaniu kruszarek stożkowych i szczękowych, to musimy się cofnąć do 1900 r. To wtedy firma FFE Minerals wykorzystała maszyny o dużej wydajności do różnych zastosowań.
Obecnie z kruszarek korzysta się w przemyśle wydobywczym, cementowym i kruszyw. Duże kruszarki stożkowe projektowane są pod specjalne wymagania klienta. Charakteryzują się m.in. wydajnością 12 tys. t/h przy zainstalowanej mocy 1300 KM. Największe kruszarki szczękowe, zarówno z dźwignią pojedynczą, jak i podwójną, są zbudowane z mocnych ram ze specjalnymi żebrami wzmacniającymi. Elementy kruszarek szczękowych charakteryzują się wysoką wytrzymałością odporną na duży ciąg napędowy. Powierzchnie czołowe szczęk nieruchomych i ruchomych są wykonane ze stali manganowej.
Kruszarki szczękowe różnią się budową w zależności od ilości dźwigni.
Kruszarka z dźwignią pojedynczą składa się z dzielonej ramy do pracy pod ziemią, łożyska rolkowego o dużej wytrzymałości ze wstrzykiwaniem smaru, uszczelki labiryntowej z oddzielnym układem smarowania oraz dużego koła zamachowego pozwalającego na kruszenie chwilowe bardzo trudnych materiałów.
Natomiast kruszarka z dźwignią podwójną składa się z dzielonej ramy do pracy pod ziemią, samo-ustawnego łożyska rolkowego o dużej wytrzymałości, uszczelki takonitowej z oddzielnym układem smarowania oraz hydraulicznym mechanizmem regulacji podwójnej dźwigni.
Przetwarzanie surowców mineralnych wymaga znacznych nakładów inwestycyjnych, a dzięki specjalistycznemu sprzętowi możliwy jest postęp w tej dziedzinie. Doświadczenia oraz fachowa wiedza w konstruowaniu dużych kruszarek procentuje przy tworzeniu maszyn i urządzeń do kruszenia oraz sortowania. Za pomocą tych urządzeń mogą być obrabiane surowce mineralne z cementowni, wapienników, kopalń kruszyw, węgla, żwiru, piasku, zakładów ceramicznych, hut, cegielni, elektrowni oraz gruzu budowlanego.
W zależności od prowadzonych prac zapotrzebowanie na sprzęt specjalistyczny wymaga szerokiego asortymentu maszyn do kruszenia oraz kruszarek szczękowych, stożkowych, udarowych, młotkowych, walcowych, do kamienia, węgla, żużla, recyklingu materiałów budowlanych i żelbetonu, a także ruchomych i częściowo ruchomych urządzeń kruszących.
W procesie kruszenia następuje systematyczne rozdrabnianie materiału podawanego do urządzenia w sposób ciągły.
Niezależnie od rodzaju kruszarek, maszyny te składają się z następujących części: zespołu elementów kruszących (roboczych), elementów napędowo-transmisyjnych, elementów zabezpieczających przed przeciążeniem oraz korpusu.
Ze względu na możliwość przemieszczania urządzeń można wyróżnić przewoźne ruchome stacje na podwoziu kołowym lub gąsienicowym, wyposażone w zależności od potrzeb w kruszarki stożkowe, szczękowe lub udarowe oraz częściowo ruchome urządzenia o systemie kontenerowym lub umieszczone na ruchomej konstrukcji nośnej.
Kruszarki szczękowe stosowane są do wstępnego i wtórnego kruszenia materiałów o małej i średniej podatności na rozdrabnianie. W kruszarkach szczękowych rozdrabnianie wsadu następuje poprzez ścinanie i zginanie między szczęką stałą a ruchomą. Ze względu na rozwiązanie napędu szczęki ruchomej wyróżnia się dwa typy tych kruszarek.
W pierwszym, dwurozporowym (typu Blake) szczęka ruchoma, zamocowana na stałej osi i napędzana członem połączonym z wałem mimośrodowym, wykonuje ruch prosty wokół stałej osi. W drugim, jednorozporowym (typu Dalton) szczęka ruchoma jest osadzona bezpośrednio na wale mimośrodowym i wykonuje ruch złożony eliptyczny.
Przykładem kruszarek szczękowych jednorozporowych są urządzenia DCJ i DCG. Mogą być one używane do kruszenia materiałów wytrzymałych, ale mniej ścierających. Przeznaczone są do kruszenia wstępnego (ewentualnie wtórnego) twardych, nielepiących się materiałów, takich jak kruszywo, gnejs, fonolit czy wapień.
Kruszarki DCG, zwane też granulatami, przeznacza się do produkcji drobnego kruszywa określonej jakości.
Dla materiałów o większej wytrzymałości i bardziej ścierających (współczynnik abrazji większy od ok. Ai = 0,65 ) nadają się kruszarki dwurozporowe. Kruszarki szczękowe dwurozporowe DCD przeznaczone są do bardzo twardych i bardzo ścierających materiałów (fot. 1). Stosuje się je do kruszenia wstępnego (ewentualnie wtórnego) twardych, nielepiących się materiałów, takich jak granit czy andezyt.
Kruszarki szczękowe dwurozporowe DCD-R wykorzystywane są zwłaszcza do recyklingu, czyli kruszenia materiałów budowlanych.
Rozdrabniarki
Innym przykładem urządzeń stosowanych do pomniejszania objętości dostarczanego wsadu są rozdrabniarki. Rozróżnia się rozdrabniarki jednowatowe, czterowatowe oraz horyzontalne.
Urządzenia te stosuje się w liniach technologicznych do utylizacji odpadów szpitalnych i recyklingu tworzyw sztucznych, do redukcji objętości odpadów tworzyw sztucznych itp.
Rozdrabniarki jednowatowe wykorzystywane są przez małe i średnie przedsiębiorstwa zajmujące się recyklingiem i przetwórstwem odpadów. Mogą one rozdrabniać takie odpady jak: drewno, płyty pilśniowe, tektura, tworzywa sztuczne, folia czy zlepy. Istnieje możliwość dostosowania tych maszyn do konkretnych wymagań odbiorcy, takich jak niestandardowa wydajność i praca na nietypowym materiale.
Zasada działania rozdrabniarki jednowatowej jest bardzo prosta (rysunek). Materiał wsypywany jest przez zasyp przed hydrauliczny docisk, który przesuwa materiał na obracający się rotor. Rozdrabnianie materiału odbywa się między nożami rotora a nożem stałym. Docisk wyposażony jest w poręcze zapobiegające przedostawaniu się materiału między docisk a mechanizmy urządzenia. Sito o różnej średnicy otworów determinuje wielkość rozdrobnionego surowca. Rozdrobniony materiał może być usunięty z maszyny przez odciąg lub transporter śrubowy. Po rozdrobnieniu całego materiału maszyna wyłącza się automatycznie.
Wyposażenie seryjne rotorów do rozdrabniania tworzyw sztucznych wraz z nożem stałym z reguły składa się z następujących elementów: podstawy antywibracyjnej, rozruchu trójkąta – gwiazdy, specjalnego rotora do rozdrabniania tworzyw (V-Rotor – fot. 2.), sprzęgła hydrodynamicznego, elektrycznego systemu kontroli PLC, zestawu noży koronkowych 40 x 40 mm, szafy sterowniczej oraz systemu umożliwiającego regulację szczeliny między nożami rotora a nożami stałymi.
Opcjonalnie urządzenie może być wyposażone w pakiet bezpieczeństwa (krańcowe wyłączniki przekładni), dodatkowy rząd noży, system przyspieszający pracę układu hydraulicznego (fast hydraulic), segmentowaną podłogę, unoszony manualnie kosz sita, przystawkę do rozdrabniania rur, dodatkowy komplet noży koronkowych oraz dodatkowe sito o dowolnej perforacji.
Różnorodność urządzeń
Przedstawione urządzenia stanowią niewielką część tego, co proponuje nam przemysł maszyn do przerobu surowców mineralnych, wszelkiego rodzaju odpadów oraz pochodnych „wsadów”, które mogą być poddane powtórnemu zagospodarowaniu.
Systemy recyklingowe mogą się składać m.in. z urządzeń sortujących czy też przesiewających i rozdrabniających różnego rodzaju odpady. Każdy system czy też osobne urządzenie powinny funkcjonować w oparciu o analizę właściwości odpadów (pomiar masy i objętości). Posiadanie dużej ilości systemów i urządzeń ekonomicznie opłacalnych wpływa pozytywnie na stan naszego środowiska. Krótsza droga odpadów do odzysku, recyklingu i utylizacji obniża koszty przedsięwzięć ekologicznych. Powstaje możliwość utworzenia „ekosystemów”, które są w stanie zaspokoić przetworzenie odpadów na szczeblu lokalnym. Im więcej firm, które w wąskim zakresie, ale zgodnym z przepisami ekologicznymi, będzie przetwarzać odpady, tym lepiej powinno funkcjonować nasze naturalne środowisko.
Ryszard Gola-Sienkiewicz
Zespół Szkół Samochodowych i Budowlanych w Głogowie
Szkoła Recyklingu
Śródtytuły od redakcji
Źródła
Świadome działania służące ochronie środowiska zwiększają ilość odzyskiwanych odpadów. Z kolei celem każdego indywidualnego procesu recyklingu jest odzyskanie z odpadów surowców nadających się do powtórnego wykorzystania lub wykazujących taką przydatność, aby w ten sposób zminimalizować ogólną ilość ich powstawania.
Ogromną rolę w tym procesie odgrywa recykling materiałowy, wykorzystujący techniki przetwarzania w oparciu m.in. o procesy mechaniczne.
Kruszenie, rozdrabnianie, rozdzielanie, separowanie oraz sortowanie strumienia odpadów jest jedną z dróg uzyskania „nowego surowca”. Metoda kompleksowego recyklingu jest niczym innym jak normalnym procesem produkcyjnym. Aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie tego procesu, potrzebne są maszyny i urządzenia do recyklingu. Zapotrzebowanie na specjalistyczny sprzęt zależy od etapu i metod przetwarzania odpadów.
Kruszarki
Specjalistyczną grupę urządzeń stanowią kruszarki. Historia tego sprzętu wywodzi się od pierwotnego przetwarzania surowców mineralnych. Do procesów technologicznych wymagających kruszenia, mielenia, separacji oraz transportu minerałów potrzebne są odpowiednie urządzenia. Jeśli mówimy o pierwszych konstrukcjach oraz zastosowaniu kruszarek stożkowych i szczękowych, to musimy się cofnąć do 1900 r. To wtedy firma FFE Minerals wykorzystała maszyny o dużej wydajności do różnych zastosowań.
Obecnie z kruszarek korzysta się w przemyśle wydobywczym, cementowym i kruszyw. Duże kruszarki stożkowe projektowane są pod specjalne wymagania klienta. Charakteryzują się m.in. wydajnością 12 tys. t/h przy zainstalowanej mocy 1300 KM. Największe kruszarki szczękowe, zarówno z dźwignią pojedynczą, jak i podwójną, są zbudowane z mocnych ram ze specjalnymi żebrami wzmacniającymi. Elementy kruszarek szczękowych charakteryzują się wysoką wytrzymałością odporną na duży ciąg napędowy. Powierzchnie czołowe szczęk nieruchomych i ruchomych są wykonane ze stali manganowej.
Kruszarki szczękowe różnią się budową w zależności od ilości dźwigni.
Kruszarka z dźwignią pojedynczą składa się z dzielonej ramy do pracy pod ziemią, łożyska rolkowego o dużej wytrzymałości ze wstrzykiwaniem smaru, uszczelki labiryntowej z oddzielnym układem smarowania oraz dużego koła zamachowego pozwalającego na kruszenie chwilowe bardzo trudnych materiałów.
Natomiast kruszarka z dźwignią podwójną składa się z dzielonej ramy do pracy pod ziemią, samo-ustawnego łożyska rolkowego o dużej wytrzymałości, uszczelki takonitowej z oddzielnym układem smarowania oraz hydraulicznym mechanizmem regulacji podwójnej dźwigni.
Przetwarzanie surowców mineralnych wymaga znacznych nakładów inwestycyjnych, a dzięki specjalistycznemu sprzętowi możliwy jest postęp w tej dziedzinie. Doświadczenia oraz fachowa wiedza w konstruowaniu dużych kruszarek procentuje przy tworzeniu maszyn i urządzeń do kruszenia oraz sortowania. Za pomocą tych urządzeń mogą być obrabiane surowce mineralne z cementowni, wapienników, kopalń kruszyw, węgla, żwiru, piasku, zakładów ceramicznych, hut, cegielni, elektrowni oraz gruzu budowlanego.
W zależności od prowadzonych prac zapotrzebowanie na sprzęt specjalistyczny wymaga szerokiego asortymentu maszyn do kruszenia oraz kruszarek szczękowych, stożkowych, udarowych, młotkowych, walcowych, do kamienia, węgla, żużla, recyklingu materiałów budowlanych i żelbetonu, a także ruchomych i częściowo ruchomych urządzeń kruszących.
W procesie kruszenia następuje systematyczne rozdrabnianie materiału podawanego do urządzenia w sposób ciągły.
Niezależnie od rodzaju kruszarek, maszyny te składają się z następujących części: zespołu elementów kruszących (roboczych), elementów napędowo-transmisyjnych, elementów zabezpieczających przed przeciążeniem oraz korpusu.
Rozdrabniarka jednowałowa GAZ K 82
Ze względu na możliwość przemieszczania urządzeń można wyróżnić przewoźne ruchome stacje na podwoziu kołowym lub gąsienicowym, wyposażone w zależności od potrzeb w kruszarki stożkowe, szczękowe lub udarowe oraz częściowo ruchome urządzenia o systemie kontenerowym lub umieszczone na ruchomej konstrukcji nośnej.
Kruszarki szczękowe stosowane są do wstępnego i wtórnego kruszenia materiałów o małej i średniej podatności na rozdrabnianie. W kruszarkach szczękowych rozdrabnianie wsadu następuje poprzez ścinanie i zginanie między szczęką stałą a ruchomą. Ze względu na rozwiązanie napędu szczęki ruchomej wyróżnia się dwa typy tych kruszarek.
W pierwszym, dwurozporowym (typu Blake) szczęka ruchoma, zamocowana na stałej osi i napędzana członem połączonym z wałem mimośrodowym, wykonuje ruch prosty wokół stałej osi. W drugim, jednorozporowym (typu Dalton) szczęka ruchoma jest osadzona bezpośrednio na wale mimośrodowym i wykonuje ruch złożony eliptyczny.
Przykładem kruszarek szczękowych jednorozporowych są urządzenia DCJ i DCG. Mogą być one używane do kruszenia materiałów wytrzymałych, ale mniej ścierających. Przeznaczone są do kruszenia wstępnego (ewentualnie wtórnego) twardych, nielepiących się materiałów, takich jak kruszywo, gnejs, fonolit czy wapień.
Kruszarki DCG, zwane też granulatami, przeznacza się do produkcji drobnego kruszywa określonej jakości.
Dla materiałów o większej wytrzymałości i bardziej ścierających (współczynnik abrazji większy od ok. Ai = 0,65 ) nadają się kruszarki dwurozporowe. Kruszarki szczękowe dwurozporowe DCD przeznaczone są do bardzo twardych i bardzo ścierających materiałów (fot. 1). Stosuje się je do kruszenia wstępnego (ewentualnie wtórnego) twardych, nielepiących się materiałów, takich jak granit czy andezyt.
Kruszarki szczękowe dwurozporowe DCD-R wykorzystywane są zwłaszcza do recyklingu, czyli kruszenia materiałów budowlanych.
Fot. 1. Kruszarka szczękowa DCD
Rozdrabniarki
Innym przykładem urządzeń stosowanych do pomniejszania objętości dostarczanego wsadu są rozdrabniarki. Rozróżnia się rozdrabniarki jednowatowe, czterowatowe oraz horyzontalne.
Urządzenia te stosuje się w liniach technologicznych do utylizacji odpadów szpitalnych i recyklingu tworzyw sztucznych, do redukcji objętości odpadów tworzyw sztucznych itp.
Rozdrabniarki jednowatowe wykorzystywane są przez małe i średnie przedsiębiorstwa zajmujące się recyklingiem i przetwórstwem odpadów. Mogą one rozdrabniać takie odpady jak: drewno, płyty pilśniowe, tektura, tworzywa sztuczne, folia czy zlepy. Istnieje możliwość dostosowania tych maszyn do konkretnych wymagań odbiorcy, takich jak niestandardowa wydajność i praca na nietypowym materiale.
Zasada działania rozdrabniarki jednowatowej jest bardzo prosta (rysunek). Materiał wsypywany jest przez zasyp przed hydrauliczny docisk, który przesuwa materiał na obracający się rotor. Rozdrabnianie materiału odbywa się między nożami rotora a nożem stałym. Docisk wyposażony jest w poręcze zapobiegające przedostawaniu się materiału między docisk a mechanizmy urządzenia. Sito o różnej średnicy otworów determinuje wielkość rozdrobnionego surowca. Rozdrobniony materiał może być usunięty z maszyny przez odciąg lub transporter śrubowy. Po rozdrobnieniu całego materiału maszyna wyłącza się automatycznie.
Wyposażenie seryjne rotorów do rozdrabniania tworzyw sztucznych wraz z nożem stałym z reguły składa się z następujących elementów: podstawy antywibracyjnej, rozruchu trójkąta – gwiazdy, specjalnego rotora do rozdrabniania tworzyw (V-Rotor – fot. 2.), sprzęgła hydrodynamicznego, elektrycznego systemu kontroli PLC, zestawu noży koronkowych 40 x 40 mm, szafy sterowniczej oraz systemu umożliwiającego regulację szczeliny między nożami rotora a nożami stałymi.
Opcjonalnie urządzenie może być wyposażone w pakiet bezpieczeństwa (krańcowe wyłączniki przekładni), dodatkowy rząd noży, system przyspieszający pracę układu hydraulicznego (fast hydraulic), segmentowaną podłogę, unoszony manualnie kosz sita, przystawkę do rozdrabniania rur, dodatkowy komplet noży koronkowych oraz dodatkowe sito o dowolnej perforacji.
Fot. 2. V-rotor do rozdrabniania tworzyw sztucznych
Różnorodność urządzeń
Przedstawione urządzenia stanowią niewielką część tego, co proponuje nam przemysł maszyn do przerobu surowców mineralnych, wszelkiego rodzaju odpadów oraz pochodnych „wsadów”, które mogą być poddane powtórnemu zagospodarowaniu.
Systemy recyklingowe mogą się składać m.in. z urządzeń sortujących czy też przesiewających i rozdrabniających różnego rodzaju odpady. Każdy system czy też osobne urządzenie powinny funkcjonować w oparciu o analizę właściwości odpadów (pomiar masy i objętości). Posiadanie dużej ilości systemów i urządzeń ekonomicznie opłacalnych wpływa pozytywnie na stan naszego środowiska. Krótsza droga odpadów do odzysku, recyklingu i utylizacji obniża koszty przedsięwzięć ekologicznych. Powstaje możliwość utworzenia „ekosystemów”, które są w stanie zaspokoić przetworzenie odpadów na szczeblu lokalnym. Im więcej firm, które w wąskim zakresie, ale zgodnym z przepisami ekologicznymi, będzie przetwarzać odpady, tym lepiej powinno funkcjonować nasze naturalne środowisko.
Ryszard Gola-Sienkiewicz
Zespół Szkół Samochodowych i Budowlanych w Głogowie
Szkoła Recyklingu
Śródtytuły od redakcji
Źródła
- Bilitewski B., Haerdtle G., Marek K.: Podręcznik Gospodarki Odpadami. Warszawa 2003.
- Gola-Sienkiewicz R.: Urządzenia do recyklingu. „Recykling” 1/2006.
- www.ffeminerals.com.
- www.gross-polska.com.
- www.hard.com.pl.
- www.inotec.pl.
- www.teberia.pl.
- www.wikipedia.org.
