چهارصد و پنجاه و نهمین جلسه هفتگی مرکز تحقیقات فرآوری مواد کاشی‌گر (یک دهه تلاش جمعی برای بهبود طرح مجرای ورودی سنگ‌شکن‌های مخروطی ثالثیه مجتمع مس سرچشمه)

این جلسه در تاریخ 14 تیر ماه 1403 با موضوع یک دهه تلاش جمعی برای بهبود طرح مجرای ورودی سنگ‌شکن‌های مخروطی ثالثیه مجتمع مس سرچشمه برگزار شد.

طبق دستورالعمل اصلی سنگ شکن های ثالثیه، نحوه خوراک دهی به سنگ شکن ها باید به گونه ای باشد که خوراک دهی به سنگ شکن به صورت کاملا یکنواخت باشد. هیچگونه جدا نشینی ذرات ریز و درشت نباید به وجود بیاید. همچنین یک لایه خود محافظ برای جلوگیری از سایش مجرا روی آن باید تشکیل شود. طبق تصویری که در دستوراعمل اصلی سنگ شکن وجود دارد مجرای خوراک دهی به سنگ شکن دایره ای بوده است.

شکل 1: نحوه خوراک دهی و شکل مجرای خوراک به سنگ شکن های ثالثیه

توزیع غیر یکنواخت خوراک به سنگ شکن ها باعث

• سایش غیر یکنواخت آستر بدنه ثابت
• توزیع غیریکنواخت فشار روی قطعات مکانیکی
• نوسان در توان‌کشی موتور
• کاهش ظرفیت عملیاتی
• محصول غیر یکنواخت

می شود.

شکل2: نوسان توان کشی الکتروموتور سنگ شکن

شکل 3: صدمات وارد شده به قطعات مکانیکی سنگ شکن

در ابتدای شروع این تحقیق(9 سال قبل پیش) مجرای حوراک دهی به سنگ شکن از نوع مکعبی بود. از مشکلات اصلی این نوع مجرا می توان به توزیع غیر یکنواخت خوراک به سنگ شکن و عمر کم آن اشاره کرد.

شکل4: مجرای خوراک مکعبی شکل

شبیه سازی انجام شده توسط نرم افزار KMPC-DEM نیز توزیع غیریکنواخت مجرای خوراک دهی مکعبی را نشان داد.

شکل5: شبیه سازی مجرای خوراک مکعبی شکل

با بررسی و شبیه سازی های انجام شده در آن زمان، یک مجرای استوانه ای شکل برای رفع مشکل توزیع غیر یکنواخت طراحی شد. توزیع خوراک روی سنگ شکنبا مجرای استوانه ای طبق شبیه سازی کاملا یکنواخت بود.

شکل6: شبیه سازی طرح مجرای استوانه ای شکل

این مجرا از دو قسمت بالا و پایین صفحه تشکیل شده بود. ارتفاع قسمت بالای مجرا و سطح مقطع استوانه تاثیر خیلی زیادی در توزیع یکنواخت خوراک به سنگ شکن ها داشت. این طرح بعد از چندین اصلاح به طرح نهایی تبدیل شد و روی سنگ شکن ها نصب شد.

شکل7: مجرای استوانه ای نصب شده روی سنگ شکن های ثالثیه

توزیع مواد با استفاده از مجرای استوانه ای کاملا یکنواخت بود. تاثیر این یکنواختی روی دانه بندی خروجی سنگ شکن(روی سرند) را می توان در شکل 8 مشاهده کرد. اندازه ذرات خروجی سنگ شکن های ثالثیه از 21 میلیمتر به 16 میلیمتر کاهش پیدا کرده بود. همچنین نوسان دانه بندی نیز از 16 میلیمتر به 6 میلیمتر رسیده بود.

شکل8: دانه بندی ذرات خروجی از سنگ شکن قبل و بعد از نصب مجرای استوانه ای

تاثیر دیگر نصب مجرای استوانه ای روی توان کشی و نوسان آن بود. مطابق شکل 9 توانکشی سنگ شکن از 131 کیلو وات به 172 کیلوات ازایش پیدا کرده بود و نوسان آن نیز از 10.2 به 2.9 کاهش پیدا کرده بود. با توجه به کاهش نوسان توانکشی امکان استفاده از حلقه کنترل خودکار سنگ شکن ها فراهم شده بود.

شکل9: تغییرات توان کشی و نوسانات آن قبل و بعد از نصب مجرای استوانه ای

اما بعد از گذشت چند سال مشاهده شد که توزیع خوراک سنگ شکن ها غیر یکنواخت شده و معمولا همه مجراهای استوانه ای از یک سمت  خورده شدن و سوراخ می شوند.

شکل10: توزیع غیر یکنواخت مجرا استوانه ای و سوراخ شدن آن

شبیه سازی با شرایط جدید (ابعاد و موقعیت قرارگیری خوراک دهنده و مجرا) انجام شد. شبیه سازی نیز نشان داد که توزیع خوراک غیر یکنواخت شده است. محل غیر یکنواختی شبیه سازی با واقعیت کاملا همخوانی داشت.

شکل11: شبیه سازی شرایط جدید

با بررسی های انجام شده مشخص شد که موقعیت قرار گیری خوراک دهنده نسبت به مجرا تغییر پیدا کرده است. این تغییر موقیعت قرارگیری خوراک دهنده نسبت به مجرا ناشی از متغییر بودن اندازه طول خوراک دهنده، متغییر بودن محل قرار گیری خوراک دهنده بعد از تعمیر سنگ شکن و متغییر بودن محل قرار گیری نشیمنگاه اصلی مجرا بود. عوامل ذکر شده باعصث شده بود که موقعیت قرار گیری در حد 5- 10 سانتی متر در سنگ شکن های مختلف تغییر پیدا کند. با شبیه سازی های انجام شده نیز مشخص شد که این مجرا حساسیت زیادی به موقعیت خوراک دهنده نسب به مجرا دارد و اگر 5 سانتی متر این موقعیت جا به جا شود توزیع خوراک به سنگ شکن تغییر پیدا خواهد کرد. در شکل 12 مجرای استوانه ایهنگام نصب در محل خود قابل مشاهده است.

شکل12: مجرای خوراک دهی استوانه ای

با توجه به نکات ذکر شده مجرایی باید طراحی می شد که مستقل از موقعیت قرار گیری این دو تجهیز نسبت به هم باشد. با بررسی ها و شبیه سازی های مختلف مجرای H  طراحی شد.

شکل13: مجرای H شکل

شبیه سازی ها نشان داد که در این طرح، توزیع خوراک کاملا یکنواخت بوده و این مجرا مستقل از موقعیت قرارگیری خوراک دهنده نسبت به مجرا است.

شکل14: شبیه سازی مجرای H شکل

بعد از  چکش کاری نقشه، مجرا ساخته و  آماده نصب شد. قسمت های مختلف آن جهت افزایش عمر و استحکام مجرا اصلاح شد.

شکل 15: مجرای ساخته شده H شکل

مجرای قدیمی یکی از سنگ شکن ها با مجرای جدید تعویض شد.

شکل16: نصب مجرای  H شکل

بعد از نصب، مجرا مورد پایش قرار گرفت. در واقعیت نیز مانند شبیه سازی، خوراک دهی به سنگ شکن کاملا یکنواخت است. مجرای مورد نظر در حال پایش است تا در موقعیت های مختلف مخصوصا هنگام بالا رفتن رطوبت، مورد بررسی قرار بگیرد و  در صورت عدم وجود مشکل روی بقیه سنگ شکن ها نصب شوند.

شکل17: توزیع یکنواخت مواد بعد از نصب مجرای H شکل