Kruszarki szczękowe dla skutecznego rozdrabniania wstępnego

Zastosowanie kruszarek szczękowych

Kruszarka szczękowa pojawia się zawsze na samym początku łańcucha przygotowania próbek, wstępnie krusząc wszystkie twarde i kruche materiały. Kruszarki szczękowe RETSCH wykorzystywane są głównie w laboratoriach i zakładach pilotażowych często pracując w trudnych warunkach, ale nadają się również do kontroli jakości surowców prowadzonej w trybie on-line. Główne obszary zastosowań kruszarek szczękowych to materiały budowlane, mineralogia i metalurgia, ceramika i szkło, materiałoznawstwo i analiza środowiska. Kruszą one materiały średnio twarde, twarde, kruche i twarde, takie jak rudy, żużel, ceramika tlenkowa, węgiel kamienny czy klinkier cementowy.

Kruszarki szczękowe RETSCH to mocne urządzenia z wymuszonym posuwem dostępne w 7 wielkościach. Są one wykorzystywane do kruszenia próbek w skali laboratoryjnej, ale w zależności od modelu mogą być również zintegrowane z istniejącymi liniami technologicznymim gdzie służą do ciągłego rozdrabniania materiału w trybie on-line.

Kruszarka szczękowa - zasada działania

W kruszarkach szczękowych z wymuszonym posuwem próbka wejściowa przechodzi przez lej z zabezpieczeniem przed cofaniem się materiału bezodpływowy i trafia do komory kruszenia. Rozdrabnianie odbywa się w klinowym obszarze pomiędzy nieruchomym ramieniem kruszącym a ramieniem poruszanym przez mimośrodowy wał napędowy. Ruch eliptyczny powoduje miażdżenie próbki, która następnie grawitacyjnie opada do naczynia zbiorczego. Gdy tylko próbka jest mniejsza niż szerokość szczeliny wylotowej, wpada do wyjmowanego zbiornika znajdującego się wewnątrz kruszarki szczękowej. Szerokość szczeliny ustawiana jest płynnie, a jej wartość wskazywana jest na skali - zapewnia to optymalne rozdrobnienie zgodnie z ustawioną szerokością szczeliny. 

_{Zasada działania przykładowej kruszarki BB 100}

Techniczne aspekty sprawności kruszarek

Wydajność i skuteczność kruszenia w kruszarce szczękowej zależy od kąta nachylenia szczęk (1) oraz kształtu, prędkości i sposobu poruszania się szczęki ruchomej. Podczas jednego obrotu mechanizmu mimośrodowego, szczęka porusza się w kierunku pionowym i poziomym. W tym czasie szerokość szczeliny przemieszcza się pomiędzy jej wartością minimalną a maksimum (2). Nominalna szerokość szczeliny jest ustawiona na jej minimum.

Współdziałanie bardzo małego kąta nachylenia szczęk, niewielkiej zmiany szerokości szczeliny w stosunku do wartości zadanej oraz wysokiej prędkości obrotowej skutkuje wyjątkową skutecznością kruszenia. Jest tak na przykład w urządzeniach stołowych, takich jak kruszarka szczękowa BB 50. Z kolei niska prędkość obrotowa i duży kąt nachylenia szczęk powodują, że już przy średniej zmianie szerokości szczeliny w stosunku do wartości zadanej uzyskuje się raczej grube ziarna. Taka kombinacja jest spotykana głównie w modelach podłogowych, które mogą przetwarzać duże próbki. Przykładem może tu być kruszarka szczękowa BB 300.

Stopień rozdrobnienia w przypadku kruszarki szczękowej wynika z maksymalnego możliwego do osiągnięcia rozdrobnienia końcowego w stosunku do maksymalnej wielkości wejściowej. W przypadku kruszarek szczękowych Retsch mieści się on w przedziale od 26 do 220. Wysoka wartość oznacza, że kruszarka może rozdrabniać materiał o dużej wielkości wejściowej i osiągać głębokie rozdrobnienie.

Wykonanie materiałowe szczęk

Mechaniczne rozdrabnianie ciał stałych nieuchronnie prowadzi do zużycia się używanych do tego narzędzi na skutek ścierania. Oznacza to, że podczas procesu rozdrabniania za pomocą np. szczęk wykonanych ze stali do próbki może się dostać ilość składników zawartych w tej właśnie stali np. metali ciężkich, chromu, żelaza itp. Generalnie w przypadku kruszarek szczękowych ścieralność mieści się w zakresie ppm lub ppb. Mimo wszystko proces rozdrabniania powinien być przeprowadzany w sposób możliwie wolny od kontaminacji. Na przykład, w przypadku późniejszej analizy pod kątem metali ciężkich, zaleca się wybór szczęk wykonanych z materiału, który ma jak najmniej metali ciężkich lub nie ma ich wcale. Istotną rolę odgrywa również odporność na ścieranie, która różni się w zależności od wybranego materiału. 

Szczęki w kruszarkach szczękowych RETSCH są dostępne w następujących wersjach materiałowych:

• stal manganowa
• stal nierdzewna
• stal nierdzewna 316L
• NiHard4
• węglik wolframu
• tlenek cyrkonu

^{Kształt szczęk kruszących jest związany z ich krzywizną i wyprofilowaniem.}

Stal oraz żeliwo

Stale to materiały na bazie żelaza, w których zawartość węgla jest zazwyczaj mniejsza niż 2%. Pod względem chemicznym stal jest stopem żelaza i węglika żelaza. Aby wpłynąć na właściwości chemiczne i mechaniczne stali, dodaje się do niej inne metale (np. chrom i mangan). W przeciwieństwie do stali, żeliwo ze względu na zawartość węgla powyżej 2% jest twarde i kruche. Żeliwa są odlewane w odpowiedni kształt. 

• stal manganowa
  Zawartość manganu mieści się w przedziale 12% - 14%, a węgla pomiędzy 1% - 1,2%. Stal manganowa może mieć twardość ponad 600 HV (ok. 55 HRC).
   
• stal nierdzewna
  Stal odporna na korozję z niezwykle cienką, niewidoczną tlenkową warstwą ochronną, która tworzy się przy zawartości chromu >12%. Odporność na korozję wzrasta wraz z zawartością chromu.
   
• stal nierdzewna 316L
  Stal nierdzewna o wysokiej zawartości chromu 17-19% i bardzo niskiej zawartości węgla <0,03%. Wysoka odporność na korozję nawet w mediach chlorowanych i wysoka odporność na kwasy.
   
• stal do rozdrabniania bez zanieczyszczania metalami ciężkimi 1.1750 | 1.0038
  Stale te nie zawierają chromu i niklu i mogą być stosowane do przygotowania próbek do analizy pod kątem zawartości metali ciężkich, pod warunkiem, że ewentualne ścieranie się żelaza nie stanowi problemu. Ich twardość wynosi do 62 HRC i nie są one odporne na korozję.
   
• żeliwo NiHard4
  Żeliwo wysokostopowe o bardzo wysokiej odporności na ścieranie oraz na uderzenia. Twardość wynosi 550 - 700 HBW w zależności od zawartości węgla od 2,6 do 32%.

ceramika

Ceramika obejmuje różnorodne nieorganiczne, niemetaliczne materiały formowane z dodatkiem wody, suszone w temperaturze pokojowej, a następnie utwardzane w procesie wypalania (spiekania) w wysokich temperaturach, dzięki czemu uzyskują charakterystyczne właściwości.

• węglik wolframu
  Węglik wolframu jest jednym metali o bardzo wysokiej twardości. Zawartość kobaltu na poziomie 6 - 10% zwiększa jego twardość i minimalizuje podatność ścieranie. Z tych powodów węglik wolframu charakteryzuje się bardzo dużą twardością i odpornością na ścieranie.
   
• tlenek cyrkonu
  Główny surowiec do produkcji ceramiki z tlenku cyrkonu (ZrO2) stanowi minerał, jakim jest cyrkon (ZrSiO4). ZrO2 otrzymuje się z niego poprzez stopienie z koksem i wapnem. Tlenek cyrkonu jest bardzo stabilny i odporny na działanie czynników termicznych, chemicznych i mechanicznych, dlatego bardzo dobrze nadaje się na narzędzia do rozdrabniania.

Kruszarki szczękowe - FAQ (często zadawane pytania)