Das Herz des Steinbruchbetriebs
Mehr als alle anderen Ausrüstungen sind Brecher im Steinbruchbetrieb hohen Aufprallkräften ausgesetzt. Erik Vanderkuij, Direktor Vertrieb und Marketing im Bereich Zerkleinerung bei Weir Minerals Europe, erläutert, warum es so wichtig ist, den richtigen Brecher auszuwählen.
Oft erfordern der Abbau des Rohstoffes aus dem Steinbruch und seine Umwandlung in eine Reihe von sortierten, verkaufsfertigen Produkten mehrere Brechstufen. In diesem Prozess sind Brecher die Ausrüstungsteile, die den höchsten Aufprall innerhalb des Verfahrens aushalten müssen. Der Aufprall von großen Gesteinsbrocken mit einer ausreichenden Kraft, um diese in kleinere Stücke zu zerkleinern, ist ein Prozess, in dem große Kräfte wirken. Der Aufgabenbereich reicht von der Aufbereitung großer und unregelmäßiger Gesteinsbrocken, die direkt vom Abbaugrund kommen, bis zur Aufbereitung feiner Korngrößen und Partikel. Um die gewünschten, genau abgestuften Endprodukte zu erhalten, stehen für den Einsatz eine breite Variation von Brechanlagen in Bezug auf Größe und Konstruktion zur Verfügung.
Dabei ist es wichtig, entsprechend der Beschaffenheit des Aufgabematerials die geeigneten Brecher auszuwählen, da sich eine falsche Wahl als kostspielig erweisen kann. Wird eine ungeeignete Ausrüstung eingesetzt, können Verklemmungen durch zu große Gesteinsbrocken, ein häufiger Austausch von Verschleißteilen oder ein zu hoher Energieverbrauch zum Problem werden.
Backenbrecher und Kegelbrecher (Bild 1) sind die zwei am häufigsten eingesetzten Brechertypen in Steinbrüchen.
Backenbrecher
Backenbrecher sind ideal zum Vorbrechen. In dieser ersten Zerkleinerungsstufe werden große Gesteinsbrocken zu einer handhabbareren Größe für die weitere Aufbereitung und den Transport zerkleinert. Die Maschine arbeitet mit Kompressionskräften, die zwischen einer festen Brechbacke und einer zweiten beweglichen Backe erzeugt werden. Die Backen sind an einer Exzenterwelle befestigt, die durch ein großes Schwungrad angetrieben wird. Die kleine Öffnung zwischen den unteren Rändern der zwei Brechbacken bestimmt die maximale Teilchengröße, die sich durch den Brecher bewegen kann.
Mit dem Einsatz einer störungssicheren Anlage kann ein Verklemmen unter Hochdruck oder eine Beschädigung der Backen durch den Eintrag eines nicht zerkleinerbaren Objektes in die Anlage vermieden werden. Das wird erreicht durch den Einsatz einer Kniehebelplatte, die die bewegliche Backe im richtigen Winkel hält. Diese Platte ist leicht, schnell ersetzbar und vermeidet kostspielige Schäden oder gefährliche Verklemmungen.
Die Backenbrecher-Reihe vom Typ Trio® von Weir Minerals besitzt hydraulische Einstellanlagen, die es gestatten, die Austragsöffnung der jeweiligen Materialgröße entsprechend einzustellen und schnell anzupassen, was kostspielige Stillstandzeiten reduziert. Für steinbruchspezifische Anwendungen ist der Backenbrecher Trio® MS von Weir Minerals als eine der modernsten Anlagen auf dem Markt. Er besitzt eine sehr große Aufgabeöffnung und lange Brechbacken, die einen robusten Hub für ein zuverlässiges Vorbrechen ermöglichen.
Kegelbrecher
Kegelbrecher zeichnen sich durch einen größeren Durchsatz von Teilchen aus, die kleiner sind und eine regelmäßigere Größe haben als bei Backenbrechern (Bild 2). Dieser Typ wird hauptsächlich als Nachbrecher und Tertiärbrecher eingesetzt. Bei dieser Maschine wird das Aufgabegut zwischen den Oberflächen von zwei Kegeln zerkleinert. Der Spalt zwischen den Kegeln wird zu unteren Rand hin enger. Die Größe dieses Spalts bestimmt die maximale Teilchengröße, die sich durch den Brecher bewegen kann. Der obere Teil der Oberfläche ist als Brechring und der untere als Brechkegelmantel bekannt.
Das vorgebrochene Produkt wird oben in den Brecher aufgegeben und fällt über den Brechkegelmantel herunter, dessen Boden sich exzentrisch dreht. So wird das Material gegen den Brechring oben zerkleinert. Teilchen, die fein genug zerkleinert worden sind, um durch den Spalt am Boden des Brechkegelmantels zu fallen, werden von dort aus zur weiteren Aufbereitung abtransportiert.
Alle Kegelbrecher haben mit dem gleichen Problem zu tun, dass einige Teile, die nicht zerkleinert werden können, zusammen mit dem Aufgabegut in den Brechraum gelangen. Um mit solchen Situationen leicht fertig zu werden, wird das Oberteil des Brechers aufgehängt und kann dann vom Mantel abgehoben werden, um den Spalt zwischen beiden zu vergrößern, so dass das große Objekt hindurchgehen kann. Dieses Verfahren ermöglicht es auch, dass die Abstufung des gebrochenen Produkts eingestellt werden kann. Außerdem wird dadurch ein Zugang geschaffen, wenn Panzerplatten ausgetauscht werden müssen.
Ein leichter und schneller Betrieb ist bei der Spezifikation eines Kegelbrechers eine der Grundüberlegungen. Produktionsverlust im Falle von langen Stillstandzeiten aufgrund einer Neueinstellung oder Wartung des Aggregats sollte möglichst vermieden werden. Die neueste Generation der Kegelbrecher-Baureihen Trio® TC und Trio® T von Weir Minerals verfügt über automatische Hilfen bei der hydraulischen Einstellung, die es gestatten, dass das Oberteil des Brechers schnell und effizient durch einen einzigen Anlagenfahrer eingestellt oder abgehoben werden kann. Die Anlage gestattet auch Einstellungen bei laufendem Betrieb.
Auswahl der Panzerplatten
Der starke Aufprall und der Abrieb beim Brechen führen unvermeidlich zu einem Verschleiß der Teile, die dem Gestein ausgesetzt sind. Dieser Verschleiß und dadurch entstehende Kosten können jedoch durch eine sorgfältige Auswahl des in einem Kegelbrecher verwendeten Panzerplattenmaterials reduziert werden. Um einen effektiven Brechprozess zu garantieren, müssen die Oberflächen des Brechkegelmantels und des Brechrings hart sein, um dem hohen Grad des Abriebs und dem Druck beim Brechen zu widerstehen. Für die Panzerplatten wird Stahl anstelle von Gummi verwendet. Dabei werden härtere Stähle, die Mangan enthalten, bevorzugt. Allerdings sollte kein Stahl verwendet werden, der in einem Maß ausgehärtet wurde, dass er beim Aufprall eher reißt als abgeschliffen wird.
Abriebfestere Panzerplatten bedeuten höhere Anschaffungskosten, aber sie müssen weniger häufig gewechselt werden. Die Wirtschaftlichkeitsberechnung für die Installation festerer und folglich teurerer Panzerplatten hängt davon ab, wie abrasiv das zu brechende Material ist. Der Gehalt an Siliciumdioxid im Prozessmaterial ist ein Anzeichen für den Grad des Abriebs. Normalerweise verursachen Materialien mit einem geringen Gehalt an Siliciumdioxid, wie z.B. Kalkstein, geringere Verschleißkosten, während Sandstein, Sand und Kies einen häufigeren Teilewechsel erfordern.
Es gibt viele Faktoren, die die Kosten für die gesamte Standzeit eines Brechers einschließlich Energieverbrauch und Wartung bestimmen. Daher ist es wichtig, zusammen mit den Herstellern die Kombination von Brechern und Panzerplatten zu ermitteln, die die größte Leistungsfähigkeit während der Standzeit der Anlage erbringen.
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