معدات التكسير والغربلة الشائعة للركام الرملي والحصى
تُعدّ ركامات الرمل والحصى مواد خام أساسية لمشاريع البناء والبنية التحتية والنقل. تعتمد جودة وتصنيف منتجات الركام بشكل كبير على كفاءة عمليات التكسير والغربلة. في أي خط إنتاج ركام، التقنيات الأساسية هي: سحق و الفرزيُعد اختيار معدات التكسير والغربلة المناسبة أمرًا بالغ الأهمية، إذ يؤثر بشكل مباشر على جودة المنتج النهائي وشكله ودرجة نضجه. نقدم أدناه أكثر أنواع معدات التكسير والغربلة شيوعًا في إنتاج الركام الحديث، مع شرح أدوارها وخصائصها.
معدات التكسير
يتم تصنيف معدات التكسير بشكل عام حسب مبدأ عملها إلى كسارات ضاغطة و كسارات التأثيركسارات الضغط (مثل الكسارات الفكية والدوارة) تسحق المواد عن طريق عصرها حتى تتكسر، مما ينتج عنه عادةً مواد أقل دقة وجزيئات أكثر استطالة. تستخدم كسارات التأثير (بما في ذلك كسارات التأثير التقليدية، ومطاحن المطرقة، وكسارات التأثير ذات العمود الرأسي) تأثيرًا سريعًا لتفتيت المواد، مما يُنتج شكلًا جيدًا للجسيمات، ولكن غالبًا ما يكون ذلك مصحوبًا بتآكل أعلى للأجزاء. تستخدم العديد من مصانع التكسير مزيجًا من الكسارات المختلفة على مراحل متعددة (عادةً ما تكون أولية وثانوية وثالثية) لتحقيق حجم وشكل الركام المطلوب. سواء استُخدمت في تركيب ثابت أو كجزء من mobile crushing plantتشكل هذه الكسارات العمود الفقري لإنتاج الكتل.
Jaw Crusher
ال jaw crusher كسارة أولية تتميز ببنيتها البسيطة وتشغيلها المستمر الموثوق. تتميز بلوح فك ثابت ولوح فك متحرك يُشكلان حجرة على شكل حرف V. تُغذى الحجرة بالمواد وتُسحق عندما يضغطها الفك المتحرك على الفك الثابت. تُفضل الكسارات الفكية لكفاءتها الإنتاجية العالية وقدرتها على التعامل مع المواد الصلبة الكبيرة (مثل الجرانيت والخامات) بتكلفة استثمار وتشغيل منخفضة نسبيًا.
إنها تؤدي عملية سحق متقطعة (تتوقف عملية السحق وتبدأ مع كل حركة للفك) وتنتج مجموعة من أحجام الجسيمات. كسارات الفك تميل هذه الكسارات إلى إنتاج أشكال جسيمات غير متساوية (قطع أكثر تسطحًا واستطالة) وتوزيعًا أوسع للأحجام. ومع ذلك، نادرًا ما تسد هذه الكسارات، حتى عند معالجة المواد الرطبة أو الموحلة، مما يجعلها مناسبة تمامًا لتكسير الصخور الصلبة ومرحلة التكسير الأولية في وحدات التكسير الثابتة والمتحركة.
كسارة دوارة
ال كسارة دوارة الكسارة الدوارة هي نوع آخر من الكسارات الأولية، تتميز بقدرة إنتاجية عالية وتجانس في إنتاج المنتج. تتميز برأس سحق مخروطي مركزي يدور (يدور بحركة لامركزية) داخل وعاء ثابت. عند دخول الصخور إلى قمة الكسارة الدوارة، تُسحق بين الوشاح (العنصر المخروطي المتحرك) والبطانات المقعرة (الوعاء الثابت). تستوعب الكسارات الدوارة أحجام تغذية كبيرة بشكل استثنائي، وبالمقارنة مع الكسارات الفكية ذات حجم الفجوة (الفتحة) نفسه، يمكنها معالجة مواد أكثر بمقدار 2.5 إلى 3 أضعاف في وحدة الزمن. يتميز ناتج الكسارة الدوارة بثبات كبير في حجم الجسيمات، مما يُبسط عملية الفرز اللاحقة. أما الفارق بين قدرتها الفائقة وعملية السحق المستمرة، فهو ارتفاع الاستثمار الأولي وتعقيد البنية التحتية (فهي آلات طويلة وثقيلة تتطلب أساسًا متينًا). تُستخدم الكسارات الدوارة عادةً لمشاريع الركام أو التعدين واسعة النطاق التي تتطلب إنتاجية عالية ومساحة كافية. للاطلاع على مقارنة أكثر تفصيلًا بين هاتين الكسارتين الأوليتين، اقرأ مقالتنا. كسارة الفك مقابل الكسارة الدوارة.
Cone Crusher
أ cone crusher تُستخدم عادةً في مراحل التكسير الثانوية أو الثالثة. تعمل بمخروط دوار (يُسمى الوشاح) داخل وعاء (المقعّر). توفر الكسارة المخروطية قوة سحق عالية ونسبة سحق عالية، مما يجعلها قادرة على التعامل مع مجموعة متنوعة من المواد، بما في ذلك الأحجار الصلبة والكاشطة. تُقدّر الكسارات المخروطية لإنتاجيتها العالية وموثوقيتها في التشغيل المستمر. تُنتج عادةً كميات أكبر من الركام المكعب الشكل مقارنةً بكسارات الفك عند استخدامها في التطبيقات الثانوية.
مع ذلك، ككسارة دقيقة (ثالثية)، قد تُنتج بعض تصميمات الكسارات المخروطية جسيمات ذات شكل غير مثالي ونسبة منخفضة نسبيًا من المواد الدقيقة (الرمل المسحوق). بالإضافة إلى ذلك، تحتوي الكسارات المخروطية على مكونات أكثر تعقيدًا، مثل الأنظمة الهيدروليكية وهيكل دعم داخلي، مما قد يجعل الصيانة والإصلاحات أكثر تعقيدًا. على الرغم من هذه الاعتبارات، كسارات المخروط يتم استخدامها على نطاق واسع في إنتاج الكتل في جميع أنحاء العالم، وغالبًا ما تكون المرحلة الثانية من التكسير بعد كسارة الفك.
كسارة التأثير وكسارة المطرقة
كسارات التأثير و كسارات المطرقة تستخدم الكسارات ذات الصدمات السريعة لتكسير الصخور، وهي معروفة بتحقيق نسب اختزال عالية مع شكل منتج جيد. يتشابه هذان النوعان من الكسارات في مبادئ العمل: تُدخل المادة إلى حجرة التكسير وتُضرب بقضيب نفخ (كسارة تصادمية) أو مطارق (كسارة مطرقية) تدفع المادة نحو ألواح التكسير أو السندان. يُكسر الصدم المادة عند نقاط ضعفها الطبيعية. تشمل مزايا الكسارات ذات الصدمات هيكلًا أبسط (خاصةً لكسارات المطرقة)، والقدرة على إنتاج شكل جسيمات أكثر تناسقًا، وغالبًا ما تكون تكلفة رأس مالها أقل من الكسارات المخروطية.
إنها فعّالة بشكل خاص للمواد غير الصلبة أو الكاشطة (مثل الحجر الجيري أو غيره من المواد الهشة)، مما يجعلها مثالية لمراحل التكسير الثانوية في العديد من عمليات تكسير الركام. من عيوب كلٍّ من كسارات الصدم والمطارق ارتفاع معدل التآكل والتلف في أجزاء مثل المطارق، وقضبان النفخ، وألواح الصدم؛ إذ تتطلب هذه الأجزاء استبدالًا منتظمًا، خاصةً عند تكسير الصخور الصلبة أو الكاشطة. في مصانع تكسير الركام الحديثة، كسارات التأثير تُستخدم عادةً كآلات سحق ثانوية، بينما قد تُستخدم آلات سحق المطرقة في بعض الحالات للسحق الأساسي (على سبيل المثال، في المصانع الصغيرة أو للمواد الأكثر ليونة).
كسارة التأثير ذات العمود الرأسي (VSI)
ال كسارة تأثير ذات عمود رأسي (VSI)، والتي يشار إليها غالبًا باسم آلة صنع الرمل، هي كسارة متخصصة من الدرجة الثالثة أو الدقيقة تستخدم دوارًا عالي السرعة وسندانات أو أسرّة صخرية لكسر المواد. تتميز كسارات VSI بأنها يمكن أن تعمل في وضعي تكسير مختلفين، وغالبًا ما يوصفان بأنهما "صخرة على صخرة" و"صخرة على حديد". في تكوين صخرة على صخرة، تقذف الكسارة المواد على سرير مغلق من الصخور، مما يحقق الكسر مع الحد الأدنى من التآكل المباشر على الأجزاء المعدنية. يُستخدم هذا الوضع عادةً لتشكيل جزيئات الركام وهو مثالي للمواد الكاشطة (مثل البازلت)، مما ينتج عنه شكل جسيم ممتاز (منتج مكعب) وكمية أقل من القطع المتقشرة. في المقابل، يتضمن وضع الصخرة على الحديد رمي المادة على سندانات صلبة أو ألواح صدمية؛ يميل هذا النهج إلى تحقيق كفاءة تكسير أعلى وغالبًا ما يُستخدم للأحجار الأكثر ليونة (مثل الحجر الجيري) أو عندما يكون معدل إنتاج الرمل أعلى مطلوبًا.
كسارات التأثير ذات العمود الرأسي تتميز هذه الآلات بإنتاجيتها العالية من الركام الناعم (الرمل المُصنّع) وقدرتها على تحسين الشكل العام لجسيمات المنتج. كما تتميز بتصميم مدمج وتكلفة تشغيلية منخفضة عادةً من حيث استبدال الأجزاء المتآكلة، شريطة اختيار الوضع المناسب (الصخور على الصخور مقابل الصخور على الحديد) للمادة التي تتم معالجتها.
تركيبات الكسارة الشائعة في مصانع التجميع:
- كسارة الفك + كسارة التأثيرتُستخدم كسارة الفك عادةً للتكسير الأولي للصخور الكبيرة، تليها كسارة التصادم للتكسير الثانوي. يمكن لهذه التركيبة ثنائية المرحلتين التعامل مع مجموعة واسعة من المواد، وتوفر مجموعة واسعة من منتجات الركام، مع سهولة ضبط نسبة المواد الخشنة إلى الناعمة. هذا الإعداد مناسب للمواد متوسطة الاحتكاك، ويمكن تطويره لزيادة السعة. من ناحية أخرى، فإن الشكل العام لجزيئات الركام الناتجة عن هذه التركيبة جيد، ولكنه ليس بجودة بعض الطرق الأخرى، كما أن تكاليف التآكل (خاصةً في كسارة التصادم) قد تكون أعلى مقارنةً باستخدام كسارة المخروط.
- كسارة الفك + كسارة المخروطفي هذا التكوين، تتولى كسارة الفك التكسير الأولي للصخور الكبيرة، بينما تقوم كسارة المخروط بالتكسير الثانوي (وأحيانًا الثالثي). يُعد هذا المزيج مناسبًا تمامًا للمواد عالية الكشط (الصخور الصلبة) وينتج عمومًا كتلًا ذات شكل جيد جدًا وتدرج متوازن. يميل التآكل والتلف في المعدات إلى أن يكون أقل من كسارة التأثير، وخاصة للأحجار الصلبة، مما يمكن أن يجعلها أكثر فعالية من حيث التكلفة على المدى الطويل. ومع ذلك، تنتج كسارات المخروط مواد أقل دقة (رمل) مقارنة بكسارات التأثير، لذلك إذا كانت هناك حاجة إلى كمية كبيرة من الرمل أو منتج ناعم جدًا، فقد تكون هناك حاجة إلى معدات إضافية (مثل كسارة VSI). بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لمتطلبات الإنتاجية العالية جدًا، قد يكون من الضروري استخدام كسارات مخروطية متعددة بالتوازي، حيث يمكن أن تصبح كسارة مخروطية واحدة عنق زجاجة إذا كانت هناك حاجة إلى سعة كبيرة للغاية.
معدات الفحص
بعد السحق، معدات الفحص تُستخدم لفصل الركام المسحوق إلى كسور بالحجم المطلوب. تؤثر فعالية مرحلة الغربلة بشكل مباشر على جودة المنتجات النهائية وقوامها، بالإضافة إلى الكفاءة العامة للعملية. هناك أنواع عديدة من أجهزة الغربلة المستخدمة في إنتاج الركام، بما في ذلك الغربالات الثابتة (غربالات ذات قضبان ثابتة للمواد شديدة الخشونة)، والغربالات الدوارة شاشات طبلة (شاشات أسطوانية الشكل)، شاشات الأسطوانة (شاشات ذات أعمدة دوارة أو أقراص) ومختلف شاشات اهتزازيةمن بين هذه الأنواع، تُعدّ الغربالات الاهتزازية الأكثر استخدامًا في مشاريع الرمل والحصى الحديثة نظرًا لكفاءتها وتعدد استخداماتها. تتميز هذه الغربالات بقدرتها على التعامل مع سعات عالية ومواد متنوعة، وتتوفر بتصاميم متنوعة، مثل الحركة الدائرية، والحركة الخطية، ومتعددة المنحدرات (غربال الموز) لتناسب مختلف التطبيقات. نناقش أدناه بعض الأنواع الشائعة من آلات الغربلة وميزاتها.
شاشة اهتزازية دائرية
ال شاشة اهتزازية دائرية (تُسمى غالبًا غربال الحركة الدائرية) هي آلة غربلة شائعة الاستخدام، تتميز بتصميمها المتين وحركة وسائط غربالها الدائرية. تستخدم عادةً هزازًا أحادي المحور يُولّد حركة بيضاوية أو دائرية للغربال. تُقدّر الغربالات الاهتزازية الدائرية لقوتها العالية وكفاءتها العالية في الغربلة ومتانتها. غالبًا ما يُمكن تصميمها بطبقات متعددة من الغربال لفرز المواد إلى فئات حجمية متعددة في تمريرة واحدة.
تتميز هذه الغرابيل بسهولة صيانتها نسبيًا، إلا أن أحد عيوبها هو أن أنظمة المحامل والتشحيم تتطلب عناية دورية (تشحيم متكرر واستبدال المحامل من حين لآخر) بسبب الاهتزاز الدائري المستمر. بالإضافة إلى ذلك، قد تحتاج آلية الاهتزاز (المثير أو المحرك) إلى استبدال أو تجديد دوري بعد التشغيل المطول. على الرغم من هذه الاحتياجات للصيانة، تُعد الغرابيل الاهتزازية الدائرية شائعة الاستخدام في إنتاج الركام، نظرًا لكفاءتها في أداء الغربلة وفعاليتها من حيث التكلفة في مجموعة واسعة من التطبيقات.
شاشة اهتزازية خطية
أ شاشة اهتزازية خطية تُحرّك هذه الغرابيل المواد في حركة خطية مستقيمة على سطح المنخل. يتضمن هذا التصميم عادةً عمودين يدوران بعكس اتجاه الدوران، أو آلية ثنائية العمود تُولّد حركة اهتزازية ذهابًا وإيابًا (بدلاً من الحركة الدائرية). تتميز الحركة الخطية ببعض المزايا، فهي أكثر ملاءمةً لتطبيقات الغربلة الدقيقة وتجفيف المياه، إذ تُمكّن الحركة المتسقة من نقل طبقات المواد الرقيقة بشكل أفضل. تتميز الغرابيل الخطية بهيكل مدمج ومنخفض الارتفاع، وتعمل بسلاسة مع اهتزازات ثابتة. كما أنها سهلة الصيانة نسبيًا من حيث استبدال ألواح الغربال وصيانة محركات الدفع.
مع ذلك، قد تكون الغرابيل المهتزة الخطية أكثر تعقيدًا في البناء من الغرابيل الدائرية، وعادةً ما تكون سعة اهتزازها ثابتة (لا يسهل تعديلها تلقائيًا). يكون نمط الحركة موحدًا في جميع أنحاء الغرابيل، وهو أمر جيد لدقة الغربلة، ولكنه قد يكون أقل استهلاكًا للطاقة عند تحريك المواد كبيرة الحجم خارج الغرابيل. الشاشات الخطية تُستخدم عادةً في إنتاج الرمل أو في مراحل الغربلة المتوسطة حيث تكون هناك حاجة إلى الفصل الدقيق وأحيانًا إزالة الماء (إزالة الرطوبة من الرمل).
شاشة الموز
ال شاشة الموز (سميت بهذا الاسم نسبةً إلى شكلها المنحني الذي يشبه الموزة) هي غربال هزاز عالي السعة، يتألف من أقسام متعددة بميلان مختلفين. بدلاً من ميل واحد مسطح، تتميز غربال الموزة بسطح يبدأ بزاوية أكثر انحدارًا ثم ينتقل إلى زوايا أقل عمقًا باتجاه طرف التفريغ، مما يُشكّل منحنىً مستمرًا يشبه الموزة. يُعرّض هذا التصميم متعدد المنحدرات المادة لقوى تسارع مختلفة، مما يسمح بغربلة أكثر كفاءة. يُسرّع القسم الأكثر انحدارًا عند طرف التغذية حركة المادة (مما يُتيح معالجة عالية الإنتاجية)، بينما تُبطئ الأقسام الأكثر تسطيحًا باتجاه الطرف حركة المادة، مما يُتيح غربلة أكثر دقة.
تشتهر شاشات الموز بـ استقرار عالي، قدرة معالجة كبيرة، وعمر خدمة طويلفي الواقع، بنفس المساحة، يمكن لغربال الموز معالجة ما بين 1.5 إلى 2 ضعف سعة غربال الاهتزاز الدائري التقليدي. وهي مفيدة بشكل خاص في مصانع التجميع الكبيرة وعمليات التعدين. غربلة خشنة ومتوسطة ودقيقة بفضل كفاءتها، يمكن لشاشة الموز أن تحل محل شاشات تقليدية متعددة في بعض الأحيان، مما يُبسط سير العملية.
ومع ذلك، فإنّ شاشات الموز أكبر حجمًا وأكثر تكلفة، وتتطلب مساحة تركيب كافية وهيكل دعم قوي. في صناعة الرمل والحصى، تُستخدم شاشات الموز غالبًا عند الحاجة إلى آلة واحدة للتعامل بكفاءة مع كميات كبيرة جدًا من المواد عبر عدة أحجام.
شاشة اهتزازية ذاتية التمركز
أ شاشة اهتزازية ذاتية التمركز نوع من الغرابيل المهتزة، حيث تُركّز آلية التشغيل نفسها تلقائيًا أثناء التشغيل. يتضمن هذا التصميم عادةً محركًا واحدًا يسمح للإطار الفرعي للغربال بتحديد مركز كتلته، مما يُقلل من انتقال الاهتزاز إلى الهيكل الداعم. تُوفّر الغرابيل ذاتية التمركز اهتزازًا قويًا وقويًا لشبكة الغربال، مما يُساعد على منع المواد من انسداد الفتحات (أي أنها أقل عرضة للتشويش عند غربلة المواد الرطبة أو اللاصقة). كما أنها بسيطة نسبيًا من حيث الهيكل، وسهلة التعديل لتناسب معايير التشغيل المختلفة.
من السمات المميزة أن سعة الشاشة (شدة الاهتزاز) قابلة للتغير تبعًا لحمل المادة. وبينما قد تكون هذه السعة ذاتية التعديل مفيدة في بعض الحالات، إلا أنها تُعدّ عيبًا أيضًا: فمع تقلب معدل التغذية، قد يؤدي هذا التغير في السعة إلى عدم ثبات كفاءة الغربلة. علاوة على ذلك، قد تشهد الشاشة ذاتية التمركز ارتفاعًا مؤقتًا في السعة أثناء مرحلتي التشغيل والإيقاف. وتتطلب هذه السعة الكبيرة أثناء التشغيل والإيقاف هندسة دقيقة لدعامات الشاشة، إذ قد تُسبب ضغطًا إضافيًا أو حتى تلفًا للهيكل الداعم أو المعدات المجاورة إذا لم تُدار بشكل صحيح.
تُستخدم عادةً شاشات اهتزازية ذاتية التمركز لتحديد حجم الجسيمات المتوسطة والصغيرة في المراحل المتوسطة والنهائية. وتُقدَّر هذه الشاشات لبساطتها وفعاليتها في الغربلة، خاصةً في الظروف التي تميل فيها المواد إلى انسداد أنواع أخرى من الشاشات.
بالإضافة إلى ما سبق، هناك أجهزة فحص متخصصة أخرى مثل شاشات دقيقة عالية التردد (لفصل المواد فائقة الدقة) و شاشات البار تُستخدم الغرابيل (الرمادية لإزالة الصخور كبيرة الحجم) في تطبيقات معينة. لكل نوع مكانه في إنتاج الكتل، إلا أن الغرابيل المهتزة بأشكالها المختلفة (دائرية، خطية، موزية، ذاتية التمركز، إلخ) تُغطي معظم احتياجات الغربلة في عمليات الرمل والحصى التقليدية.
يُعدّ التكسير والغربلة الفعّالان أمرًا بالغ الأهمية لإنتاج مواد خام عالية الجودة للاستخدام في قطاعي البناء والصناعة. من خلال فهم نقاط القوة والضعف لكل نوع من معدات التكسير (الفكية، الدوارة، المخروطية، الصدمية، المطرقة، VSI) ومعدات الغربلة (الغرابيل المهتزة مثل الدائرية، الخطية، الموزية، ذاتية التمركز، إلخ)، يمكن للمهندسين ومديري المشاريع تصميم سير عمل مثالي لموادهم. عمليًا، عادةً ما يُصمّم مزيج من الكسارات والغربالات بما يتناسب مع خصائص المادة المصدر (الصلابة، الاحتكاك، محتوى الرطوبة) ومواصفات المنتجات النهائية المطلوبة.
ومن الجدير بالذكر أيضًا أن الحديث محطات التكسير والغربلة المتنقلة دمج هذه الكسارات والغرابيل في وحدات متنقلة. سواءً في محجر دائم أو موقع عمل مؤقت، فإن الأنظمة المتنقلة (غالبًا ما تكون مثبتة على مسارات) كسارات الزاحف توفر الشاشات (والشاشات) مرونةً في معالجة المواد في الموقع، مما يوفر تكاليف النقل ووقت الإعداد. العديد من الشركات المصنعة الرائدة حول العالم، بما في ذلك كبرى الشركات المصنعة مصنعي الكسارات المتنقلة في الصين، تقدم الآن مجموعة كاملة من الكسارات الفكية والمخروطية والصدمية المتنقلة بالإضافة إلى محطات الفحص المتنقلةتعتمد هذه الحلول المتنقلة على نفس المبادئ الموضحة أعلاه، مع إمكانية التنقل الإضافية والإعداد السريع.
في نهاية المطاف، يعتمد اختيار معدات التكسير والغربلة المناسبة على فهم المواد ومتطلبات الإنتاج وقيود المشروع. مع الجمع الأمثل بين الآلات، السحق والغربلة يمكن للعمليات أن تحقق إنتاجية فعالة، وأحجام مجمعة مثالية، وجودة المواد المطلوبة - سواء لمشاريع البناء الصغيرة أو تطوير البنية التحتية على نطاق واسع.
