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[Die Industrie der Steine + Erden]






Zerkleinern

Bei der Aufbereitung von festen mineralischen Rohstoffen und Zwischenprodukten sowie bei der Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen werden leistungsfähige Zerkleinerungsmaschinen benötigt. Diese haben die Aufgabe, durch mechanische Einwirkungen die stofflichen und physikalischen Eigenschaften der aufzubereitenden Materialien so zu verändern, dass diese zu hochwertigen Produkten weiterverarbeitet werden können.

Für diese anspruchsvolle Aufgabe bietet die Industrie eine Vielzahl von Zerkleinerungsmaschinen an. Wenn auch die Anfänge der Zerkleinerungstechnologie schon viele Jahre zurückliegen, so gibt es immer wieder auch auf diesem Gebiet interessante technische Neuerungen, die insbesondere auf eine Optimierung der Leistungsfähigkeit und Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der eingesetzten Geräte abzielen.

 



Leistungssteigerung in Natursteinwerken durch gezielte Modernisierungsmaßnahmen

Nach heutigem Standard gebaute Aufbereitungsanlagen in der Steine und Erden-Industrie erreichen den Automatisierungsgrad des völlig mannlosen Betriebes. Die große Mehrzahl der Steinbrüche und der Kies- und Sandgruben ist von diesem Stand jedoch mehr oder weniger weit entfernt. Dem darin liegenden Modernisierungsbedarf wird für manche Betriebe nur mit dem Ersatz der kompletten Anlagen zu entsprechen sein.

Vielfach sind erhebliche Verbesserungen der Kostensituationen und damit häufig auch der Betriebs- und Arbeitssicherheit schon durch punktuelle Rationalisierungsmaßnahmen erzielbar. Die zwei nachfolgenden Beispiele verdeutlichen, wie z. B. der Spezialist für Zerkleinerungsmaschinen Svedala, Düsseldorf, durch den Einsatz neuester Zerkleinerungstechnologie Unternehmen zu einer Erhöhung ihrer Produktivität verhilft.

 



Neuer Vorbrecher entlastet den Bruchbetrieb

Foto: Svedala In einem Granitwerk im Bayerischen Wald war als Vorbrecher lange Jahre ein Doppelkniehebelbrecher mit 1200 x 900 mm großer Maulöffnung im Einsatz. Das Material wurde auf die Brechergröße abgestimmt hereingeschossen. Dabei fielen regelmäßig aber auch große Gesteinsbrocken an, die nachzerkleinert werden mussten. Als Arbeitskraft dafür war im Steinbruch ein Bagger-/Hydraulikhammer-Führer tätig. Ein unbeaufsichtigter Betrieb des Backenbrechers war dennoch nicht möglich, so musste der Brecherführer mit dem Haydraulik-Rammhammer jederzeit eingreifen können. Es wurde angestrebt, diese beiden Tätigkeiten zukünftig zu vermeiden und den Vorbrecher an einer automatischen Anlagensteuerung ohne ständige Beaufsichtigung zu betreiben. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde ein neuer Backenbrecher aus der Svedala-Baureihe HD installiert. Mit seiner 1500 x 1070 mm großen Öffnung wurde der gewählte Typ darauf eingerichtet, auch die großen Brocken im Haufwerk aufnehmen zu können. Die Maschine gehört zu einer der jüngsten Baureihen von Hochleistungs-Einschwingen-Backenbrechern, die auf dem Markt sind. Eine andere wesentliche äußere Eigenschaft des im Unternehmen eingesetzten Brechers ist das geringe Gewicht von 53 Tonnen. Nachdem Brecher bisher üblicher Bauart ein 1,5 bis 1,8 mal so hohes Eigengewicht aufweisen, wurde die leichte Hochfest-Bauart des Svedala-Brechers durch ein Konstruktionskonzept erreicht, das unter Anwendung der Finite-Elemente-Methode und von Computer-Simulation auf genaue Ermittlung der auftretenden Kräfte in den entscheidenden Beanspruchungszonen der Maschine setzt. Wesentliche Bedeutung für die Leistungsfähigkeit der Maschinen hat außerdem die Gestaltung des Brecherraumes, der mit seiner schräggestellten festen Brechbacke symmetrisch aufgebaut ist und mit dem entsprechend abgestimmten Bewegungsablauf der Schwinge auf aggressives Einzugsverhalten optimiert wurde. Im vorliegenden Fall auf 130 mm Spaltweite eingestellt, kann der Brecher 1511 HD deutlich über 500 t/h verarbeiten. Weitere Konstruktionsziele waren minimale Stillstandszeiten im Falle des Verschleißteilaustausches und hochgradige Ausnutzung des Verschleißmaterials. So können die nach Lösen von jeweils einer Keilleiste heraushebbaren Brechbacken nicht nur um 180° von oben nach unten gedreht, sondern auch gegeneinander ausgetauscht werden. Die für den automatischen Betrieb der Vorbrecheranlage erforderliche Sensorik erstreckt sich auf die Fassung von SKW-Fuhrenanzahl, des Min/Max-Füllstandes im Aufgabenbunker sowie der Überfüllungs-Überwachung des Schwerlastsiebes und des Brechereinlaufes. Zusammen mit einer Sonde unter dem Brecher, die den Austragsstrom anzeigt, können alle denkbaren Betriebszustände der Anlage erkannt und Störungen an das Personal signalisiert werden.

 



Größerer Feinbrecher verbessert Materialausnutzung

Ein rheinisches Basaltlavawerk setzt aus seiner Produktion die Körnungen 1/5, 2/8, 5/8 und 8/11 mm an die Beton- und Betonsteinindustrie ab. Dabei muss die Fraktion 1/5 mm feinsandarm sein. Typisch für dieses Material ist aber, dass der relativ hohe Feinsandanteil im Rohgut durch die leicht zerreibbaren Lavapartikel im Verfahrensablauf noch zunimmt. Ein zusätzliches Problem liegt in der schwierigen Absiebbarkeit der Feinanteile < 1 mm bei höheren Feuchtegehalten der Lava. Um die Rohmaterialausnutzung zu verbessern, wurde eine neue Siebtechnik eingeführt, mit der die Feingutanteile < 1 mm unter allen Witterungsbedingungen zuverlässig aus dem Material abgetrennt werden können. Der andere Schritt bestand in der Erhöhung der Brechgutproduktion 0 bis 11 mm, aus der die Endkörnungen abzusieben sind. Hierzu wurde der erste der beiden eingesetzten Feinbrecher gegen eine größere Maschine ausgetauscht. Der bisher betriebene Brecher erbrachte bei einer eingesetzten Spaltweite von 13 mm einen Durchsatz von 140 t/h.

Als neue Zerkleinerungsmaschine kommt ein Svedala-Kegelbrecher H-6000 zum Einsatz. Er wird mit einer Körnung 32 / x mm beschickt. Aus dem gebrochenen Material 0/32 mm wird die Fraktion 0/11 mm abgesiebt und der Rest dem Brecher im Kreislauf wieder zugeführt. Der für Antriebsleistung bis 320 kW gebaute Kegelbrecher H-6000 lässt sich durch die Ausrüstbarkeit mit sieben unterschiedlich gestalteten Brechräumen für die verschiedensten Aufgaben, vom Nachbrechen hinter einem Backenbrecher bis zum Feinbrechen in der vierten Brechstufe wirkungsvoll einsetzen. In dem Lavabetrieb wurde die Maschine mit einem Mittelbrechraum installiert, optimiert auf die Produktion der Körnung 0/11 mm mit reduziertem Feinsandanteil < 1 mm. Beim Feinbrechen von hartem und mittelhartem Gestein in Kegelbrechern wird ein hochgefüllter Brechraum mit langer Einziehzone angestrebt, um die Leistungsfähigkeit der Maschine auszuschöpfen und einen hohen Kubizitätsgrad des Brechproduktes zu erzielen. Für die Zerkleinerung der Lavaschlacke erweist sich ein langer Weg durch den Brechraum aber als nachteilig, weil die Lavapartikel in der sich verengenden Zone vor dem Brechspalt stark absanden. Für den neuen Brecher wurde daher als Brechwerkzeug ein Mittelbrechraum gewählt, in dessen kurzer, schlank verjüngter konischer Zone vor dem Brechspalt sich das Brechgut nur wenig verdichtet. Der Brecher wurde auf eine Spaltweite von 13 mm eingestellt. Die dabei erzielte Durchsatzrate von 280 t/h und der erheblich verminderte Feinsandanteil stellten eine deutliche Verbesserung der Rohmaterialausbeute dar.

 



Hazemag GSK-Rotor – zukunftsweisende Alternative zum konventionellen S-Rotor

Foto: Hazemag & EPR Die Hazemag & EPR GmbH, Dülmen, hat eine neue Generation von Rotoren für Primär- und Sekundärzerkleinerung entwickelt. Auf der Basis der guten Erfahrungen mit Gußrotoren mit hydraulischer Schlagleistenverspannung wurde eine Rotorbauart entwickelt, welche die Vorteile der S-Schlagleiste in Bezug auf die Zerkleinerung mit den Vorteilen der K-Schlagleiste in Bezug auf den Nutzungsgrad vereinigt. Der neue GSK-Rotor ist ebenfalls eine Guß-Schweiß-Konstruktion aus Stahlgussscheiben, die mit maschinell erstellten Ring-Schweißnähten zu einem massiven Rotorköper verbunden sind. Die Einspannung der Schlagleisten erfolgt mechanisch. Der höhere Ausnutzungsrad der Schlagleisten, kombiniert mit kürzeren Wechselzeiten bei geringerem Personalaufwand machen diesen Rotor zu einer attraktiven Alternative zum altbewährten S-Rotor. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Schlagleistenwechsel sowohl in radialer, als auch in axialer Richtung durchgeführt werden kann. Der Wechsel erfolgt mit Hilfe entsprechender Schlagleistenwechselvorrichtungen, wobei diese für den radialen Schlagleistenwechsel eine Drehung der Schlagleiste um zwei Achsen ohne Zwischenablage erlaubt. Das Unternehmen weist darauf hin, dass diese Bauart auch nachträglich als Ersatzrotor in einer Vielzahl von Hazemag Prallmühlen eingesetzt werden kann.

 



Reversierbare Sand- und Splittprallmühle BRM

Basierend auf den Erfahrungen mit der Typenreihe HS / RV hat Bräuer eine neue reversierbare Sand- und Splittprallmühlengeneration konzipiert. Im Vordergrund stand die Forderung, qualitativ hochwertige Sande und Splitte zu erzeugen.

Um den verschiedenen Aufgabenstellungen gerecht zu werden, kann durch folgende Maßnahmen Einfluss auf das Endprodukt genommen werden:

  • Änderung der Rotorumfangsgeschwindigkeit
  • Wahl der Schlagleistenzahl im Rotor
  • Einstellung der Spaltweite zwischen Schlagleisten und Prallwerken
  • Einsatz einer zusätzlichen Prallbahn und die dadurch entstehende Änderung des Prallraumes
  • Wahl der richtigen Schlagleistenform

Foto: Bräuer Um schnell reagieren zu können, sind die Prallwerke und Prallbahnen hydraulisch verstellbar. Dem Wunsch, Stückgrößen mit einer Kantenlänge bis 120 mm aufgeben zu können, wurde durch konstruktive Maßnahmen entsprochen. Großen Wert wurde auf die Optimierung der Verschleißteile hinsichtlich der Anzahl verschiedener Teile, des Ausnutzungsgrades, der Form, der Befestigung und vor allem der Qualität des Werkstoffes gelegt. Um die Wartungsfreundlichkeit zu erhöhen, wurde das Prallmühlengehäuse in einer Art Rahmenkonstruktion ausgeführt, die es erlaubt, die Seitenwände als doppelte Flügeltüren auszubilden. Die Verschleißteile sind dadurch schnell zugänglich und leicht zu wenden oder auszutauschen. Die Maschine wurde standardmäßig mit einer neuen Generation der hydraulischen Spaltverstellung ausgerüstet. Dies ermöglicht eine einfache Verstellung mittels Hydraulikzylinder über eine Handflasche. Für den Fall der Automatisierung kann die hydraulische Spaltverstellung der Prallwerke und Prallbahnen zusammen mit der Frequenzregelung des Antriebsmotors über individuelle Programme computergesteuert werden. Somit kann die Anlage den jeweiligen Erfordernissen optimal angepasst werden.

 



Neue Vorbrechanlage von SBM Wageneder

Foto: SBM Wageneder Vor kurzem erhielt SBM Wageneder, Laakirchen, den Auftrag zum Bau einer neuen Vorbrechanlage für das Zementwerk Bishah der Firma Southern Province Cement Company (SPCC) in Saudi Arabien. Dabei musste von SBM Wageneder garantiert werden, dass durch die neue Vorbrechanlage Kalkstein mit einer Härte von 2-3 MOHS bzw. Dolomit mit einer Härte von 3-4 MOHS bei einer Aufgabegröße von bis zu 1520 mm in einem Zerkleinerungsdurchgang auf 99 % kleiner als 100 mm zu brechen ist. Die Zerkleinerungsrate gilt dabei für eine Aufgabemenge von 1000 t/h. Die von SBM konzipierte und in der Zwischenzeit an den Kunden übergebene Anlage besteht im Wesentlichen aus einem Prallbrecher des Typs 16/22/6-SMH mit einer Einlauföffnung von 1650 x 2300 mm. Der Rotordurchmesser beträgt 1600 mm und weist eine Rotorbreite von 2250 mm auf. Im Prallbrecher erfolgt die Zerkleinerung durch Prallwirkung an den Schlagleisten des Rotors bzw. an den beiden hydraulisch verstellbaren Schwingen und der Mahlbahn im Auslaufbereich. Der Ausweichwiderstand der Schwingen kann aufgabematerialspezifisch über Programm vorgewählt werden, so dass gewährleistet wird, dass der Überkornanteil > 100 mm auf ein absolutes Minimum beschränkt ist. Der Antrieb des Brechers erfolgt über einen Schleifringläufermotor mit einer Leistung von 850 kW bei einer Spannung von 13,8 kV. Die Hochlaufzeit beträgt nur 19 Sekunden. Für den umweltgerechten Betrieb der Anlage wurde eine Entstaubung mit einer Absaugluftmenge von 30.000 m3/h bei einem Staubanteil von max. 30 mg/Nm3 im Reingas vorgesehen. Die Abreinigung der Schlauchfilter erfolgt dabei vollautomatisch über Differenzdruckregelung.

 



Rotormühlen - Vielseitig einsetzbare Zerkleinerungsmaschinen

Foto: Komatsu Vor etwa 25 Jahren wurden erstmals Vertikalbrecher für die Materialzerkleinerung eingesetzt. Bei diesen Geräten wird das Brechgut mittig einem pumpenradähnlichen Rotor zugeführt. Durch die schnelle Drehung des Rotors presst es sich an die Rotorwandung an und unterliegt dort Druckkräften, die bis zu 2000 "g" betragen können. Anschließend wird das Brechgut über eine Abrisskante in ein Materialbett abgeschleudert. Ausgehend von diesem Wirkprinzip und den dabei erreichten Zerkleinerungsergebnissen, fanden diese Geräte ihr Einsatzgebiet insbesondere bei der Herstellung von Edelsplitten aus hartem Gestein. Von BHS, Sonthofen, wurde die erste Maschine, die nach diesem Prinzip arbeitet, zur BAUMA 1980 vorgestellt. Aus einer Grundkonzeption wurde schrittweise eine ganze Maschinenfamilie entwickelt, welche heute ein sehr weites Spektrum von Zerkleinerungsaufgaben abdecken kann.

Bei der Rotorprallmühle Typ RPM stellt der verwendete Rotor eine Besonderheit dar und entspricht in seinem Wirkprinzip nicht den allgemein üblichen "Vertikalbrechern". Auf einem tellerartigen Rotor mit Zapfen werden als eigentliches Zerkleinerungselement hufeisenförmige Schläger abgelegt. Die Fliehkraft von bis zu 1500 "g" presst die Schläger an die Zapfen und fixiert sie dort. Die Zerkleinerung des Aufgabegutes erfolgt durch Schlag am Schläger und Prall an der Ringpanzerung. Zwischen Schläger und Ringpanzerung besteht eine permanenter Spalt von 12 bis 26 mm. Um den Zerkleinerungsraum zu verlassen, muss das Material diesen Spalt passieren. Durch diese Konstruktion erreicht die Maschine eine extrem hohe Zerkleinerungswirkung. Diese Konstruktion bewirkt jedoch auch, dass die Maschine nur für gering schleißende Stoffe wie Kalksteine, Dolomit, Gips, Anhydrit, Branntkalk und ähnliches eingesetzt werden kann. Wegen der sehr hohen Zerkleinerungswirkung stellt die Mühle das ideale Zerkleinerungsgeräte für die Herstellung von sandförmigen Produkten, wie Trockenmörtel, Sande, Pressmassen u. a. dar. Gegenüber den oft noch für diesen Zweck verwendeten Hammermühlen, Ringwalzenmühlen und Walzenschüsselmühlen sind u. a. folgende Vorteile zu verzeichnen:

  • Eine Ölumlaufschmierung mit Überwachung ermöglicht einen fast wartungsfreien Betrieb.
  • Das Wechseln der Hauptverschleißteile ist ohne jedes Werkzeug und Hebezeug durch eine Person in kürzester Frist möglich.
  • Der Maschine können auch kleine Kornfraktionen, welche im Überschuss vorliegen, zugeführt werden. Selbst bei einer Aufgabe von Material wesentlich < 1 mm tritt noch eine ausreichende Zerkleinerungswirkung auf. Speziell beim Einsatz von Hammermühlen in der Trockenmörtelindustrie ist das von wesentlicher Bedeutung.

 



Komatsu erweitert Produktprogramm um mobile Brecheranlagen

Foto: Wirtgen Komatsu, bekannt als Hersteller von Erdbewegungsmaschinen, ist in Asien der führende Hersteller von mobilen Brechanlagen. Seit Beginn der neunziger Jahre hat das japanische Unternehmen dort bereits mehr als 1.500 Anlagen verkauft. Jetzt hat Komatsu mit der Einführung der mobilen Brechanlagen auch in Europa begonnen. In Deutschland werden zunächst die beiden Backenbrecher BR350JG und BG500JG-1A vertrieben.

Der BR350JG besitzt eine Zuführöffnung von 500 x 940 mm. Er wurde als Einschwingenbackenbrecher speziell für das Recycling-Geschäft entwickelt. Die hohe Motorleistung von 118 kW sorgt für die notwendige Brechenergie sowohl für Betonbruch als auch bei Naturstein. Weitere konstruktive Merkmale der Komatsu-Mobilbrecher sind die Regelung der Brechgeschwindigkeit, ein halbautomatisches Zuführsystem, das eine Überlastung der Maschine vermeidet, und ein besonderer Mechanismus zur einfachen Brechspaltverstellung. Der Hydraulikantrieb erlaubt auch einen Neustart, während sich das Material in der Brechanlage befindet. Zusätzlich kann über einen Schalter "Vorwärts/Rückwärts" die Entfernung von Fremdobjekten erleichtert werden. Die Brechleistung dieses Gerätes liegt bei 47 bis 160 Tonnen pro Stunde.

Der Backenbrecher BR500JG-1A hat ein Brechermaul von 750 x 1500 mm und ist bei einer Motorleistung von 228 kW besonders für Aufgaben in Steinbrüchen und großen Abbruchmaßnahmen geeignet. Er zerkleinert Material mit Abmessungen bis max. 1200 x 850 x 600 mm. Die Brechleistung liegt je nach Material- und Spaltweite bei 85 bis 460 t/h.

Geringe Lärmbelästigung und wenig Vibrationen machen die Komatsu-Backenbrecher besonders umwelt- und benutzerfreundlich. Die Anlagen sind mobil und können aufgrund ihres Gewichtes und der kompakten Abmessung einfach transportiert werden.

 



Mergelgewinnung mit Surface Miner

Was macht eine Zementfabrik, deren Ressourcen an Kalkstein auf eine Lagerstätte begrenzt sind? Sie wird versuchen, die erteilte Abbauerlaubnis möglichst bis zur letzten Tonne Materials auszunutzen. Dies ist auch das Bestreben eines niederländischen Zementherstellers. Dort arbeitet seit einigen Monaten eine Maschine, die man von der Optik her eher auf einer Autobahnbaustelle vermuten würde: Ein Surface Miner 2200 SM der Firma Wirtgen, Windhagen. Bisher wurde in der Lagestätte des Zementwerkes Kalkstein abgebaut. Der untere Teil dieser Lagerstätte besteht jedoch aus Mergel, der bislang nicht für die Zementproduktion benutzt wurde. Zur Verlängerung der Lagerstättenlebensdauer wird dieser Mergel jetzt ebenfalls gewonnen. In einem Langzeitversuch wird zur Zeit erprobt, ob sich dieser Mergel als Zuschlagsstoff für die Zementherstellung eignet. Da aufgrund des Grundwasserspiegels nicht gesprengt werden darf und der Abbau mittels Baggers aufgrund der Materialhärte eingestellt werden musste, wird ein Surface Miner eingesetzt.

Bereits 1983 hatte Wirtgen damit begonnen, das Konzept der Straßenfräse auch im Bergbau einzusetzen. Verschiedene Konstruktionsdetails mussten dafür geändert oder auch neu erdacht werden. Der Surface Miner 2200 SM ist das neueste Produkt, bei dem der Hersteller eine Basismaschine für beide Bereiche anstrebt. Durch Zusatzgewichte und Verstärkung einiger Komponenten wird für den Einsatz im Gestein ein Betriebsgewicht von über 50 Tonnen erreicht. Damit kann auch mittelhartes Gestein mit guten Leistungen geschnitten werden. Eine weitere Eigenschaft des Miners:

Die Abmessungen der Maschine erlauben ein schnelles Versetzen ohne die Demontage diverser Baugruppen. Und um das Gerät als Straßenfräse zu benutzen, reicht im Wesentlichen der Austausch der Fräswalze und der Bodenplatte der Kettenlaufwerke. Bei einer Arbeitstiefe von 27 cm wird im vorliegenden Fall eine durchschnittliche Leistung von 250 bis 300 t/h erreicht.





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